Teksti Ari Rytsy, kuvat Alina Giesler ja Eddo Da Silva Rosa; LGI Sustainable Innovation
Teollisuus on vuosikymmeniä luottanut PFAS-yhdisteiden lähes maagiseen kykyyn hylkiä vettä, rasvaa ja likaa. Niitä on käytetty kaikkialla paistinpannuista sadevaatteisiin ja elintarvikepakkauksiin. Nyt EU:n kiristyvä sääntely sekä turvallisuus- ja terveellisyysvaatimukset pakottavat etsimään uusia vaihtoehtoja.
PFAS-yhdisteet eli per- ja polyfluoratut alkyyliyhdisteet eivät ole ainoita ongelmallisia aineita, mutta ne ovat niistä tunnetuimpia. Niiden teho perustuu hiilen ja fluorin väliseen sidokseen, joka on yksi luonnon vahvimmista. Se tekee materiaaleista äärimmäisen kestäviä, mutta juuri tästä syystä ne eivät hajoa luonnossa käytännössä koskaan.
VTT:llä ZeroF-hanketta luotsanneen Miika Nikinmaan mukaan PFAS-yhdisteiden korvaaminen on tekninen palapeli, sillä yhtä kaikkivoipaa ihmeainetta ei ole olemassa. Tulevaisuus rakentuu räätälöidyistä vaihtoehdoista.
”Fluoriyhdisteet ovat olleet siitä nerokkaita, että ne hylkivät lähes kaikkea paitsi fluoria itseään. ZeroF-hankkeessa olemme kuitenkin havainneet, että esimerkiksi räätälöidyt piiyhdisteet pystyvät muodostamaan toimivia suojakerroksia arkisille rasvoille ja öljyille”, sanoo Nikinmaa.
Tutkimuksesta kohti käytäntöä
ZeroF oli EU-rahoitteinen, kolmivuotinen tutkimushanke, joka toteutettiin vuosina 2023–2025 osana laajaa Horizon Europe -puiteohjelmaa. Hankkeen tyyppi oli RIA (Research and Innovation Action), mikä tarkoittaa, että painopiste oli nimenomaan perustutkimuksessa ja uusien teknologisten ratkaisujen todentamisessa – ei vielä suorassa massatuotannossa.
Hankkeessa kehitettiin muun muassa huonekalukankaisiin soveltuva ORMOCER®-hybridipinnoite sekä rasvahappoesteröity, selluloosapohjainen barrier-ratkaisu elintarvikepakkauksille. Lupaavista tuloksista huolimatta piiyhdisteiden suorituskyky jää vielä jälkeen perinteisistä PFAS-kemikaaleista, kun kyse on erittäin matalan pintaenergian öljyjen ja liuottimien hylkimisestä.
”Hampurilaiskääreessä haasteena on hinta ja tiukat ruokakontaktivaatimukset, vaikka suoja-ajan tarve on lyhyt. Ulkoilutakissa taas pinnoitteen on kestettävä vuosia ja toistuvia pesuja. Lisäksi teollisuuden standardit, kuten öljyn hylkimistä mittaava AATCC 118, on luotu fluoripolymeereille, ja vastaavan tason saavuttaminen muilla yhdisteillä on äärimmäisen haastavaa ja usein jopa tarpeetonta sovelluksen kannalta”, listaa Nikinmaa.
Turvallisuutta jo sunnittelupöydällä
ZeroF-hankkeessa sovellettiin Safe-and-Sustainable-by-Design (SSbD) -mallia. Se tarkoittaa, että tuotteen ympäristö- ja terveysvaikutukset arvioidaan jo kehityksen alkuvaiheesta lähtien. Tämä on suuri muutos menneeseen, jossa kemikaalien haittoja on usein tutkittu vasta jälkikäteen. Esimerkiksi Yhdysvalloissa on käyty suuria oikeusjuttuja siitä, että valmistajat ovat peitelleet PFAS-yhdisteiden terveysvaikutuksia.
”Emme halua, että yksi haitallinen kemikaali korvataan toisella.”
”SSbD-mallilla pyrimme välttämään niin sanotun valitettavan korvaamisen. Emme halua, että yksi haitallinen kemikaali korvataan toisella, joka paljastuu myöhemmin yhtä huonoksi”, painottaa Nikinmaa.
Haasteena on se, että kehitysvaiheen alussa prosessit eivät ole vielä täysin selvillä, jolloin vaikutusten arviointi on vaikeaa. SSbD voi myös asettaa tiukempia vaatimuksia kuin nykyinen lainsäädäntö, sillä se pyrkii ennakoimaan tulevaisuuden rajoitteita.
Edessä sääntelyshokki vai hallittu siirtymä?
EU:n uusi pakkaus- ja pakkausjäteasetus (PPWR) on asettamassa PFAS-yhdisteille tiukan kiellon elintarvikepakkauksissa jo vuoden 2026 aikana. Nikinmaan mukaan eri toimialat ovat vaihtoehtojen kehittämisessä eri valmiustasoilla. Ruokapakkausten ja urheiluvaatteiden osalta ratkaisuja haetaan aktiivisesti, mutta teknisissä tekstiileissä, kuten suojavaatteissa tai autoteollisuuden eristeissä, muutos on huomattavasti vaikeampi.
Vaikka hanke on päättynyt, se saavutti tavoitellun teknologian valmiusasteen 5 (TRL 5), mikä tarkoittaa toimivuuden osoittamista pilottiympäristössä. Matka kaupan hyllylle kestää arviolta vielä vuosia, mutta suunta on selvä. Teollisuuden on siirryttävä pois ikuisuuskemikaaleista kohti ratkaisuja, joiden turvallisuus on varmistettu kehitysprosessin ensimetreiltä alkaen.
”Hankkeen aikana suurimmaksi yllätykseksi nousi se, miten monessa paikassa ja kuinka erilaisiin tarpeisiin PFAS-yhdisteitä käytetään. Samalla oli hienoa huomata, miten saumattomasti eurooppalainen yhteistyö parhaimmillaan toimii, kun tavoitteena on yhteinen kestävyysloikka”, kiittelee Nikinmaa.
Katso lisää ZeroF-hankkeesta YouTubessa
Haluatko nähdä, miten tutkijat ratkoivat ikuisuuskemikaalien arvoitusta? ZeroF-hanke on tuottanut englanninkielisen videosarjan, jossa avataan kehitystyön taustoja.
Tutustu hankkeen videoihin ja syvenny PFAS-vapaaseen tulevaisuuteen tästä: https://www.youtube.com/@ZeroF_EUProject
