På väg mot säkrare och mer hållbara plaster

I ett samarbete mellan Stockholms universitet och KTH har forskarteamet identifierat säkrare alternativ som skulle kunna ersätta bisfenol A (BPA). BPA är en kemikalie som ofta används i konsumentprodukter såsom plastmaterial och livsmedelsförpackningar och den är hormonstörande och kan leda till hälsoproblem.

– Kemiska föroreningar är en av de största globala miljöutmaningarna vi står inför idag, och många av de ämnen som används har aldrig utvärderats ordentligt för sina negativa hälsoeffekter, säger professor Oskar Karlsson vid Institutionen för miljövetenskap, Stockholms universitet, och SciLifelab.

Hälsorisker driver sökandet efter alternativ

BPA spelar en central roll i många vanliga plastprodukter som livsmedelsförpackningar, vattenflaskor och elektronik. Men BPA:s förmåga att efterlikna östrogen har väckt oro. Forskning under de senaste två decennierna har visat att exponering för BPA kan få allvarliga konsekvenser för bland annat reproduktion och hjärnutveckling. Det har lett till restriktioner i många länder, men hållbara och säkrare alternativ har hittills saknats.

Nya material med säkerhet och hållbarhet i åtanke

För att söka efter hållbarare alternativ använde forskarteamet en så kallad Safe-and-Sustainable-by-Design (SSbD)-strategi som kombinerade dataanalys, organisk syntes, toxikologi och materialvetenskap. Mer än 170 potentiella bisfenoler utvärderades genom datorscreening. De som uppfyllde de grundläggande kriterierna syntetiserades sedan och testades experimentellt, vilket gjorde det möjligt att sålla fram det bästa alternativet, bisguaiacol F (BGF).

BGF visade ingen östrogen aktivitet och kan framställas från den förnybara råvaran lignin. Forskarna visade också att BGF kan användas i polyestermaterial som används i många konsumentprodukter såsom textilier och hushållsartiklar.

Toxikologi möjliggör smartare kemisk design

Det toxikologiska arbetet utfördes vid SciLifeLab och leddes av professor Oskar Karlsson, tidigare biträdande direktör och nu styrelseledamot i Stockholms universitets centrum för cirkulära och hållbara system (SUCCeSS). Studien ligger i linje med centrets uppdrag och den nyligen publicerade Stockholm Declaration on Chemistry for the Future, som betonar behovet av säkrare och mer hållbar innovation.

– På SciLifeLab har vi infrastrukturen och expertisen för att utföra den här typen av storskaliga tester, vilket är avgörande för att identifiera säkra kemiska komponenter. Det gör det möjligt för oss att hitta lösningar som skyddar både hälsa och miljö, säger Oskar Karlsson.

Tvärvetenskapligt samarbete är en viktig ingrediens

Utöver toxikologiarbetet integrerar studien expertis från flera discipliner, bland annat datavetenskap (Ulf Norinder, Stockholms universitet), organisk kemi (Helena Lundberg, KTH) och materialkemi (Minna Hakkarainen, KTH).

Helena Lundberg, docent i organisk kemi vid KTH, säger att studien visar fördelarna med att arbeta tvärvetenskapligt för att minimera negativa hälso- och miljöeffekter från nya kemikalier och material. Hon betonar också att även om ytterligare forskning behövs innan BGF-baserade material når marknaden, visar studien att säkrare, högpresterande plaster är inom räckhåll.

Oskar Karlsson tillägger att forskningen illustrerar varför det är viktigt att skapa tvärvetenskapliga forskningsmiljöer som SUCCeSS för att främja de samarbeten som behövs för att utveckla säkrare och mer hållbara kemiska lösningar i framtiden.

– Det finns behov av en förändring i hur vi designar och utvärderar nya kemikalier. SSbD-metoden hjälper oss att utveckla material som inte medför dolda hälsorisker och som produceras med minimal miljöpåverkan. Denna studie är ett konkret exempel på hur vi kan bygga säkrare produkter från början snarare än att hantera konsekvenserna senare.

Mer information

Artikeln “Safe-and-sustainable-by-design approach to polyesters from non-oestrogenic bisphenols” är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Nature Sustainibility.

Läs pressmeddelandet om studien från KTH: ”Alternativ till bisfenol A klarar EU:s krav gällande toxicitet och hållbarhet”.