Alternativa segura y sostenible al teflón: el nuevo recubrimiento antiadherente que desafía a los PFAS con solo una molécula
Una nueva tecnología canadiense logra lo impensable: igualar el rendimiento del teflón sin los riesgos tóxicos de los PFAS, también conocidos como «químicos eternos» por su impacto en el medioambiente. El secreto está en una diminuta molécula que redefine cómo entendemos la repelencia al aceite.
Por Enrique Coperías
Esta pieza de tela ha sido recubierta con el nuevo material antiadherente desarrollado mediante la técnica de emplumado a escala nanométrica. Las gotas repelidas —de izquierda a derecha— son aceites de baja tensión superficial: hexadecano, tetradecano, dodecano y decano. Cortesía: Samuel Au
Desde que el teflón se popularizó en las cocinas de todo el mundo a mediados del siglo XX, la humanidad ha disfrutado de superficies antiadherentes que repelen el agua, el aceite y la suciedad con aparente facilidad. Además de sartenes y ollas, este polímero similar al pilietileno aparece en productos tan diversos como textiles, pinturas y barnices, dispositivos médicos y equipos electrónicos.
Sin embargo, su magia tiene un coste oculto: la persistencia ambiental y la toxicidad de los compuestos químicos que hacen posible esa repelencia.
Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, ha dado un paso crucial hacia un recubrimiento seguro, eficaz y sostenible, reduciendo así a la mínima expresión el uso de los llamados químicos eternos o PFAS.
Qué son los PFAS y por qué son un problema
El teflón, también conocido como politetrafluoroetileno o PTFE, forma parte de una familia más amplia de sustancias conocidas como sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquílicas, los citados PFAS o químicos eternos, un conjunto de más de 4.700 agentes químicos fluorados caracterizados por sus enlaces carbono-flúor, extremadamente estables.
Dichos enlaces son los responsables de sus famosas propiedades antiadherentes y repelentes, pero también de su extrema resistencia a la degradación ambiental. Por eso se les ha bautizado como químicos eternos: permanecen durante décadas en suelos, aguas y organismos vivos.
Además de su persistencia, los PFAS tienden a bioacumularse. Es decir, se almacenan en los tejidos animales, incluidos los de los seres humanos, y su concentración aumenta conforme ascienden en la cadena alimentaria.
Diversos estudios han vinculado su exposición a efectos adversos para la salud. Entre ellos, cabe citar los siguientes:
☢️ Cánceres.
☢️ Malformaciones congénitas.
☢️ Daños hepáticos.
☢️ Problemas hormonales.
☢️ Obesidad.
☢️ Problemas de fertilidad.
Por eso, muchos países ya han prohibido o restringido los PFAS de cadena larga, como los C8 —ácido perfluorooctanoico (PFOA) o ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS)—, y hay un debate abierto en torno a una regulación más amplia a nivel europeo.
El desafío: repeler aceites sin dañar el planeta
A pesar de su toxicidad, los PFAS siguen estando omnipresentes, pues aparecen en utensilios de cocina, tejidos impermeables, envases de alimentos, cosméticos e incluso dispositivos médicos.
Esto se debe a que no existe aún una alternativa que iguale su eficacia, especialmente en lo que respecta a repeler aceites, que tienen una tensión superficial mucho más baja que el agua.
«Es fácil crear un material hidrofóbico, pero resulta mucho más difícil lograr lo mismo con aceites y grasas —explica el profesor Kevin Golovin, director del Durable Repellent Engineered Advanced Materials (DREAM) Laboratory de la Universidad de Toronto. Y añade—: Durante años, la comunidad científica ha estado intentando desarrollar alternativas seguras a los PFAS, pero parecía que habíamos alcanzado un límite en cuanto al rendimiento de esos materiales».
Qué tecnología desarrollaron exactamente
El punto de partida para esta nueva investigación fue el polidimetilsiloxano (PDMS), un polímero orgánico basado en el silicio conocido por su flexibilidad, biocompatibilidad y baja energía superficial. Comúnmente vendido como silicona, el PDMS ya se utiliza en aplicaciones médicas, en dispositivos implantables y en la industria electrónica.
«El PDMS es biocompatible, y eso lo hace muy atractivo como sustituto de los PFAS —señala Golovin—. Pero hasta ahora, no habíamos logrado que su comportamiento repelente se acercara al de los recubrimientos fluorados tradicionales».
La principal diferencia entre unos y otros radica en la estructura química: mientras que los PFAS poseen cadenas largas de átomos de carbono y flúor, que se alinean para formar superficies extremadamente hidrofóbicas y oleofóbicas, el PDMS utiliza grupos metilo (-CH₃) que, aunque repelentes al agua, no alcanzan la misma eficacia con aceites.
El teflón de las sartenes evita que los alimentos se adhieran a su superficie. Foto: Cooker King
Nace el «emplumado molecular», una técnica de ingeniería de superficies
Para superar esta limitación, el doctorando Samuel Au, coautor del estudio, y sus colegas desarrollaron una estrategia innovadora que bautizaron como emplumado molecular a escala nanométrica, en referencia a las plumas que llevan las flechas para estabilizar su trayectoria.
La técnica consiste en decorar los extremos de las cadenas de PDMS con grupos trifluorometilo (-CF₃), la unidad más corta posible que contiene flúor. A diferencia de los PFAS tradicionales, estos grupos no forman cadenas largas, sino que actúan como pequeñas plumas que sobresalen del recubrimiento, reconfigurando su superficie sin necesidad de utilizar grandes cantidades de flúor.
«Si pudieras reducirte al tamaño de una molécula y observar esta superficie, verías algo parecido a las plumas de una flecha en miniatura —explica Au—. Es por eso que lo llamamos emplumado a escala nanométrica.
Cada cerda de PDMS se modifica con unos siete grupos -CF₃, lo suficiente para crear una superficie densamente empaquetada de grupos fluorados que reducen la energía superficial y repelen aceites tan agresivos como el heptano y el decano.
Así se comporta este nuevo recubrimiento antiadherente
El equipo evaluó la eficacia del nuevo material con pruebas estándar de la industria textil, depositando gotas de aceites de diferentes tensiones superficiales sobre telas recubiertas. Según el protocolo AATCC 118, que mide la repelencia a hidrocarburos, la superficie alcanzó un grado 6, equivalente a los recubrimientos PFAS de cadena corta más eficaces.
Pero lo más sorprendente fue la eficiencia química del proceso. Gracias al uso de grupos -CF₃ en lugar de cadenas largas, el recubrimiento contiene ocho veces menos flúor que un PFAS C6 y hasta cuarenta veces menos que un C4, sin comprometer su rendimiento.
«El tipo de molécula PFAS que utilizamos es la más corta posible y no se acumula en los seres vivos —aclara Golovin— Eso hace wue sea considerablemente menos peligrosa. Hemos conseguido igualar el rendimiento de los PFAS más peligrosos, pero reduciendo drásticamente su impacto ambiental».
Una alternativa viable, segura y adaptable
La versatilidad del recubrimiento fue otro punto fuerte del estudio. El equipo logró aplicar su método no solo a telas, sino también a metales, plásticos y superficies texturizadas, como las mallas de acero inoxidable.
Incluso en estas condiciones, el material mantuvo su capacidad para repeler aceites de baja tensión superficial, y resistió a impactos y a presiones similares a los encontrados en aplicaciones industriales, como la refrigeración y la climatización.
También se realizaron ensayos de durabilidad térmica y química, exponiendo los recubrimientos a altas temperaturas, ácidos y bases. En casi todos los escenarios, el material mantuvo su integridad, con un rendimiento comparable al de los PFAS, pero sin sus efectos colaterales.
¿Y qué ocurre cuando se degrada?
La sostenibilidad del nuevo recubrimiento se extiende a su vida útil y a su degradación en el medioambiente. Al no contener cadenas largas de flúor, el único subproducto esperado es el ácido trifluoroacético (TFA). Aunque persistente, el TFA no es bioacumulable y presenta una toxicidad mucho menor que otros PFAS.
Para ponerlo en contexto: incluso si todo el recubrimiento de una chaqueta tratada con esta tecnología se degradara, la cantidad de TFA liberada sería menor que la emitida por un automóvil en una hora de uso del aire acondicionado, debido a la fuga de refrigerantes fluorados.
«El impacto potencial de estas emisiones es insignificante comparado con otras fuentes actuales de TFA», afirma Golovin.
Un paso hacia el «Santo Grial» de los materiales repelentes
El equipo de la Universidad de Toronto es consciente de que este avance no resuelve todos los problemas de los químicos eternos. La fabricación a gran escala aún requiere pasos como el tratamiento con plasma, y la tecnología debe adaptarse a geometrías más complejas si se desea aplicarla en infraestructuras como tuberías e intercambiadores de calor.
Aun así, los investigadores consideran este trabajo un hito clave en la búsqueda del Santo Grial: un recubrimiento totalmente libre de PFAS que supere incluso al teflón en rendimiento y seguridad.
«No hemos llegado aún al punto de eliminar completamente los PFAS —reconoce Golovin. Y concluye—: Pero este avance demuestra que es posible alcanzar el mismo nivel de repelencia utilizando moléculas más simples y seguras. Es un paso firme en la dirección correcta».
Mientras tanto, el equipo está abierto a colaboraciones con fabricantes de recubrimientos antiadherentes interesados en escalar y comercializar esta tecnología.▪️
Información facilitada por la Universidad de Toronto
Fuente: Au, S., Gauthier, J.R., Kumral, B. et al. Nanoscale fletching of liquid-like polydimethylsiloxane with single perfluorocarbons enables sustainable oil-repellency. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-62119-9
