Związki per- i polifluoroalkilowe (PFAS) to grupa ok. 4700 syntetycznych substancji chemicznych. Są nazywane „wiecznymi chemikaliami”, ponieważ wyjątkowo trwale utrzymują się w środowisku i organizmie. W związku z potwierdzaną w kolejnych badaniach szkodliwością PFAS dla zdrowia ludzi na świecie są wprowadzane ograniczenia w ich stosowaniu. W wykluczaniu PFAS z produkcji może pomóc unikalna technologia stworzona przez wrocławski startup Gekko Photonics.
Substancje perfluoroalkilowe i polifluoroalkilowe są szeroko stosowane w przemyśle, m.in. w branży spożywczej, odzieżowej i chemicznej. Stosuje się je m.in. w celu zapobiegania przyklejaniu się żywności do opakowań lub naczyń kuchennych, zapewniania odporności ubrań i dywanów na plamy, w produkcji odzieży wodoodpornej oraz w klejach i farbach. Trwale zanieczyszczają środowisko i mogą prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak m.in. choroby tarczycy, problemy z płodnością czy nowotwory. Jedno z najnowszych badań (2024), przeprowadzone przez naukowców z University of Birmingham, wykazało, że PFAS mogą wchłaniać się przez ludzką skórę, przedostając się także tą drogą do krwioobiegu organizmu. Z kolei ubiegłoroczne badania zespołu z Keck School of Medicine w USA wykazały, że PFAS zmieniają ludzki metabolizm, m.in. tłuszczów i aminokwasów. Natomiast najnowsze badania (2024) zespołu szwajcarskich naukowców zajmujących się ochroną środowiska wykazały obecność 68 „wiecznych chemikaliów” w opakowaniach żywności używanych na całym świecie, z których 61 to substancje już zakazane.
Wybrane przykłady ilustrują skalę problemu. Kolejne rynki, państwa i podmioty wprowadzają więc przepisy regulujące lub poszerzające regulacje dot. PFAS. Komisja Europejska planuje wycofać z rynku – z ograniczeniami chroniącymi wybrane branże – produkty zawierające PFAS do 2030 r. Europejska Agencja ds. Chemikaliów (ECHA) zaproponowała ograniczenia dotyczące PFAS w 2023 r., a obecnie opracowywane są nowe propozycje przepisów dla rynku UE. Regulacje wprowadzane są także na poziomie poszczególnych państw członkowskich. Dla przykładu, 4 kwietnia br. Francja przyjęła ustawę zakazującą stosowania PFAS w prawie wszystkich produktach z wyjątkiem naczyń kuchennych. Z kolei w USA co najmniej 28 stanów wdrożyło jeden lub więcej przepisów regulujących PFAS, z czego 20 stanów zrobiło to w ostatnich 5 latach.
– W ciągu ostatnich kilkunastu lat sukcesywnie potwierdzano, że wiele PFAS ma niekorzystny wpływ na środowisko i zdrowie ludzi. Świadomość problemu rośnie, także w gronie samych producentów, a ograniczenia obejmują coraz szerszy zakres zastosowań i kategorii produktów. Wyzwaniem pozostaje jednak nie tylko dalsze przestawianie produkcji, ale przede wszystkim kontrola obecnej produkcji, która powinna już spełniać określone normy. Stosowana dotychczas na świecie diagnostyka nie jest zautomatyzowana, co wyklucza możliwość kontrolowania produkcji w czasie rzeczywistym. Opracowana przez nas autorska technologia rozwiązuje ten problem, a diagnostyka chemiczna oparta m.in. na spektroskopii Ramana jest bardzo efektywna, także w przypadku polimerów. W najbliższych miesiącach planujemy rozwijać nasze urządzenie w kierunku zastosowań dla firm oczekujących szybkiej i niezawodnej wykrywalności PFAS – wskazuje Robert Stachurski, CEO Gekko Photonics.
Opracowane przez wrocławski startup urządzenie Spectrally wraz ze zautomatyzowaną platformą bazują na autorskiej technologii spektroskopii, wykorzystującej m.in. spektroskopię Ramana odbiciową i transmisyjną oraz spektroskopię SERS. Bezinwazyjnie i błyskawicznie identyfikuje składniki chemiczne w produktach przemysłowych. Pozwala na identyfikację i pomiar do 93% substancji występujących w przemyśle, a wyniki analizy są w dostępne maksymalnie w minutę. Wychwytuje nie tylko czyste substancje, ale także mieszaniny kilku substancji, a pomiary nie wymagają przygotowywania próbek czy zatrzymywania produkcji.
Gekko Photonics realizuje obecnie projekty dla producentów chemii specjalistycznej oraz chemii gospodarczej i ma już za sobą pierwsze wdrożenia dowodzące skuteczności technologii. W przypadku jednego z producentów dzięki urządzeniu Spectrally możliwa była lepsza o 10-30% segregacja odpadów na toksyczne i nietoksyczne. U innego producenta Gekko Photonics wdrożyła urządzenie wyposażone w sondę światłowodową, zanurzaną w mieszanych składnikach, do zbierania sygnałów procesowych w czasie rzeczywistym. Połączona z mieszalnikami przemysłowymi umożliwia stały, bardzo precyzyjny nadzór nad procesem mieszania. Został on skrócony nawet o 30%, co uczyniło go bardziej przewidywalnym i efektywnym.