Les scientifiques canadiens ont inventé un revêtement révolutionnaire non-bâton comme le téflon, mais sans PFAS (et sans risque)

Les scientifiques de l'Université de Toronto ont créé un revêtement ultra-mince qui imite les propriétés du téflon sans utiliser les produits chimiques dangereux couramment associés à ce matériau

Une équipe d'ingénieurs de l'Université de Toronto a développé un nouveau revêtement non stick capable de rejeter à la fois l'eau et l'huile avec une efficacité comparable au téflon, mais sans utiliser les PFAS – les produits chimiques perfluoroalchiliques notoires liés à de graves problèmes de santé et à la contamination de l'environnement. The Discovery, publié dans le magazine Communications de la naturereprésente une étape importante dans la recherche d'alternatives plus sécurisées aux revêtements traditionnels, avec des applications potentielles allant des casseroles de cuisine aux tissus techniques.

Pendant des décennies, les surfaces antiadhésives s'appuient sur les molécules synthétiques PFAS caractérisées par des liaisons carbone-fluoraires, extrêmement résistantes et capables de rejeter presque toutes les substances. Cependant, bon nombre de ces composés – tels que la PFOA, employés dans les versions historiques du téflon – ont été associés à des tumeurs, des défauts congénitaux et une accumulation dans le corps humain. Même les variantes de chaîne plus courtes, bien que moins dangereuses, restent persistantes dans l'environnement.

Le tournant est venu grâce au polidiméthylsilossano (PDMS), un polymère en silicone déjà largement utilisé dans les dispositifs médicaux et les lentilles de contact. Bien que biocompatible et résistant à la chaleur, le PDMS seul n'est pas efficace pour rejeter l'huile. Pour remédier au problème, le chercheur Samuel Au et son équipe ont développé une technique appelée Nanoscale Flexing, inspirée par la structure des plumes qui stabilisent le vol d'une flèche.

Cette technique consiste à ajouter de minuscules groupes -cf₃ (un atome de carbone lié à trois atomes de fluor) aux extrémités des chaînes moléculaires du PDMS. Ces groupes migrent spontanément à la surface du matériau, créant une barrière externe extrêmement répulsive, similaire à celle des revêtements contenant des PFA.

Toxicité haute performance, minimale

Les résultats des tests sont surprenants: le nouveau revêtement a obtenu un score 6 sur l'échelle AATCC d'orthographe de l'huile, égal à celui des meilleurs revêtements contenant des PFA, mais avec une quantité radicalement inférieure de fluor.

Le groupe -cf₃ est le plus court des PFA existants et, selon les recherches actuelles, telles que ses homologues à longue chaîne. Le composé a tendance à se dégrader dans l'acide trifluoroacétique, une substance que le corps élimine facilement et qui a une toxicité beaucoup plus faible pour les êtres humains et la faune aquatique.

Au cours des tests, le revêtement a maintenu son efficacité même sur des surfaces difficiles telles que les tissus poreux, les métaux, les réseaux et l'aluminium. Il est resté stable sous les jets d'eau, l'exposition à des températures allant jusqu'à 200 ° C et même dans les environnements acides ou de base. Même après avoir été soumis à des éclaboussures d'huile continues, le matériau a continué à rejeter les liquides, en maintenant une surface sèche beaucoup plus longtemps que les silicones conventionnelles.

Vers un avenir sans PFAS

Malgré les résultats encourageants, certains experts avertissent que même les APF à chaîne courte tels que le -cf₃ ne sont pas complètement inoffensifs. L'acide tripluoroacétique, par exemple, résiste à la dégradation de l'environnement et son impact à long terme fait toujours l'objet d'étude. Cependant, les auteurs de l'étude soulignent que les quantités utilisées dans le revêtement sont extrêmement réduites: les émissions potentielles d'une veste traitée entière sont équivalentes à un peu plus d'une heure de perte de gaz réfrigérant par une climatisation de voiture.

À la lumière des propositions de l'Union européenne d'interdire des milliers de composés PFAS, ce matériau représente une solution transitoire réaliste. L'équipe de recherche reconnaît que l'objectif final reste de créer un revêtement totalement sans revêtement PFAS, mais il souligne que cette découverte montre comment la répulsion liquide n'est pas liée à la longueur de la chaîne fluorée, comme on le pensait jusqu'à présent.

Le chemin vers un avenir exempt de «produits chimiques éternels» est encore long, mais grâce à cette nouvelle technologie, l'industrie pourrait enfin avoir une alternative efficace et moins toxique aux revêtements traditionnels non-bâtons.

Source: Communications de la nature