Hydrotroper kan lyfta nästa generations rengöringsmedel

Hydrotroper och kelatbildare har använts i rengöringsmedel i decennier, men då med endast en dedikerad funktion. Nu har forskare vid Chalmers och Nouryon kartlagt samspelet mellan dessa additiv och tensider. Kunskapen kan bana väg för nya, mer hållbara och effektiva rengöringsprodukter.

Många av de kemikalier som används i rengöringsmedel har optimerats under årtionden. Trots det har forskarna saknat svar på en grundläggande fråga: varför fungerar vissa kombinationer av ingredienser betydligt bättre än andra? Den frågan blev utgångspunkten för forskningsprojektet mellan Chalmers och Nouryon.
– Vi visste att formuleringarna fungerade, men förstod inte mekanismerna bakom. Målet var att förstå varför, säger Romain Bordes, docent i ytkemi vid Chalmers och projektledare.
Han berättar att kelatbildare traditionellt har betraktats som hjälpkemikalier och mest använts för att öka lösligheten hos andra ämnen i en formulering medan tensider har stått för själva rengöringsarbetet. Projektets resultat visar att dessa additiv, i kombination med hydrotroper, är mer komplexa än man tidigare trott.
– Den viktigaste insikten är att den kemiska strukturen hos tensider, hydrotroper och kelatbildare styr hur de samverkar. När vi förstår sambanden kan vi också förutsäga vilka egenskaper en formulering kommer att få, förklarar Josmary Velasquez, forskare vid Nouryon som genomförde projektet inom ramen för sin doktorsexamen vid Chalmers.

Flera användningsområden
Resultaten öppnar för utvecklingen av mer koncentrerade produkter. När mindre vatten behöver transporteras minskar både förpackningsstorleken och klimatpåverkan från transporter. Dessutom kan bättre samverkan mellan ingredienserna göra att mängden tensider kan reduceras utan att rengöringseffekten försämras. Forskarna ser också möjligheter att utveckla nya biobaserade ingredienser och att använda kunskapen inom andra områden än rengöringsmedel, exempelvis inom jordbruk och kosmetik.
Projektet har även bidragit med nya metoder för att studera molekylära interaktioner. En central del har varit att utveckla användningen av kärnmagnetisk resonansspektroskopi, NMR, för att analysera samspelet mellan olika komponenter i komplexa formuleringar: Det är kunskap som redan har kommit till användning inom Nouryons forskningsverksamhet.
För Romain Bordes är projektet ett lysande exempel på värdet av att förena grundforskning och industriella behov.
– Bra tillämpad forskning kräver grundläggande förståelse. Och när ny kunskap väl finns på plats hittar den ofta nya användningsområden. Nu vet vi inte bara att tekniken fungerar, utan också varför.