Ninesigma(나인시그마)는 open innovation을 통하여 고객을 위한 성공적인 혁신 경험을 구축 및 반복함으로써 과학, 기술 및 지속 가능성 문제를 해결하고, 비즈니스 파이프라인을 가속화하며, 글로벌 사회 문제 해결에 대한 기여를 강화합니다. 20년 이상의 경험을 가진 혁신의 글로벌 회사로 다른 사람들이 새로운 과학, 기술 및 상업 공간을 탐색하고, 새로운 파트너 생태계를 구축하고, 새로운 비즈니스 기회를 발견할 수 있도록 지원합니다.
나인시그마는 유해한 PFAS가 없는 대안을 찾아달라는 챌런지에 대하여 오픈이노베이션을 통하여 자동차, 건축 및 건설, 섬유, 에너지, 가정, 해양, 전자, 광학 및 소비재와 같은 다양한 응용 분야에서 PFAS 화합물의 대안을 식별하여 실행가능한 전략을 제공했습니다.
PFAS 란?
과불화알킬 및 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)은 특수 발수 및 달라붙지 않는 특성을 가진 크고 다양한 인공 화합물 그룹입니다. 1950년대부터 조리기구, 식품 포장, 화장품, 카펫, 소방 제품, 얼룩 방지제, 광택제, 페인트 및 코팅을 포함한 다양한 응용 분야에 사용되었습니다. 구조적으로 PFAS는 탄소 원자에 여러 개의 불소 원자가 부착된 유기불소 화합물입니다. PFAS는 과불화 메틸기(–CF3) 또는 과불화 메틸렌기(–CF2–)를 가진 모든 화합물일 수 있습니다. PFAS 화합물은 다양한 방식으로 분류할 수 있으며 다양한 화학 데이터베이스에 따르면 4,700개에서 14,700개 사이의 PFAS 화합물이 있는 것으로 추정됩니다.
탄소 및 불소 원자의 사슬은 PFAS 화합물에 장점과 단점을 부여합니다. 그들은 우수한 계면 활성제이며 공기와 물 사이에 강력한 계면을 형성합니다. 발수성이 강하고 지방 물질을 분해하는 데 능숙하기 때문에 소비재에 널리 사용되었습니다. 그러나 탄소-불소 결합은 가혹한 조건에서도 믿을 수 없을 정도로 안정적입니다. PFAS는 분해에 매우 강하며 수십 년 동안 지속될 수 있습니다. 따라서 그들은 종종 '영원한 화합물'이라고 불립니다.
우리 모두는 유해한 PFAS 화합물에 노출되어 있습니다
수용성 PFAS는 환경으로 방출되면 빠르게 확산됩니다. 그들은 토양을 통해 이동하고 강, 호수, 바다, 식수원을 오염시키고 물고기와 야생 동물에 축적됩니다. PFAS 화합물은 우리가 먹는 음식과 마시는 물을 통해 노출될 수 있습니다. 또한 PFAS는 소비재에 자주 사용되기 때문에 가정에서 자주 발견됩니다. 한 연구에 따르면 미국인의 99%가 혈액에 최소 두 가지 이상의 해로운 형태의 PFAS를 가지고 있는 것으로 추정되며, 이는 전 세계적으로 비슷한 상황일 것입니다. 인간의 경우 낮은 농도의 PFAS도 광범위한 건강 문제와 관련이 있습니다. 그 영향에는 특정 유형의 암 위험 증가, 감염과 싸우는 능력 감소, 신진대사 변화, 생식력 감소, 태아 발달 감소 및 비만 위험 증가 가 포함됩니다.
PFAS에 대한 금지 및 제한이 증가할 것입니다
유럽에서는 유럽연합 집행위원회(EC)가 모든 PFAS를 금지하는 법률을 도입 하고 있습니다. 법안이 계획대로 진행된다면 2026년경부터 이들 화합물이 금지될 수 있다. 2016년 미국 식품의약국(FDA)은 식품 포장재에서 세 가지 PFAS 화학물질을 금지했습니다. 2023년부터 캘리포니아와 뉴욕은 종이 기반 식품 포장 및 기타 주에서 PFAS를 금지하고 유사한 조치를 취하고 있습니다. PFAS의 사용은 앞으로 금지되거나 엄격하게 제한될 것이라는 것이 널리 알려진 사실입니다. 그 결과, 많은 산업이 대체품 또는 완전히 새로운 대안을 찾고 있습니다.
NineSigma 프로젝트의 2가지 성공적 대안 사례
[사례연구 1] 식품 포장용 내유성 코팅
우리의 클라이언트는 음식을 위한 높은 기름과 기름 저항하는 종이 그리고 널 포장을 제조합니다. 그들은 매우 높은 오일 및 그리스 저항성(OGR)을 가진 지속 가능한(퇴비화 가능, 재활용 가능 또는 생분해성), 불소 기반이 없는 FDA/GRAS 준수 코팅을 찾고 있었습니다. OGR은 종종 OGR을 1에서 12까지 평가하는 '키트 테스트'(TAPPI 테스트 방법 T559)를 사용하여 측정됩니다. 우리 고객은 최고 수준의 ORG를 원했으며, 가급적이면 키트 점수 12점을 원했습니다. NineSigma 네트워크와 연구 전문 지식을 통해 60개 이상의 식품 안전 PFAS-free OGR 코팅을 확인했습니다. 이들 중 대부분은 중간 정도의 OGR(키트 5 - 7)을 가졌지만 25개 이상의 코팅은 매우 높은 OGR 저항(키트 9 - 12)을 가졌습니다. 다양한 접근 방식(예: 리그닌, CNC, HMRC, 키토산, 수성 코팅)을 통해 고객에게 다양한 대안을 선택할 수 있었습니다. 고객은 기밀이 아닌 논의를 위해 16개 회사를 선택한 다음, 대중 시장 상업 응용 분야에 충분한 양으로 공급할 수 있고 가열 시 우수한 안전 프로필을 가진 코팅을 우선시하여 소비자가 코팅된 보드 내부 또는 위에서 식품을 가열할 수 있도록 했습니다. 가장 유망한 기회를 테스트하고 평가하기 위해 고객은 9개 회사와 NDA 및 MTA를 설정했습니다. 테스트는 순조롭게 진행되고 있으며, 고객은 다양한 상업 응용 분야를 위한 새로운 식품 안전, PFAS가 없는 OGR 코팅에 대한 옵션을 보유하고 있습니다.
[사례 연구 2] 소비재를 위한 저마찰 코팅
소비재 제조업체인 우리 고객은 포트폴리오의 여러 제품에 저마찰 코팅이 포함된 PFAS를 사용하고 있었습니다. 그들은 다양한 산업의 저마찰 코팅에서 PFAS 대체 전략을 이해하기 위해 우리에게 접근했습니다. 그들은 여러 표면에 적용할 수 있고 사용 중에 기계적, 환경적으로 안정적이면서 낮은 마찰 계수를 제공할 수 있는 코팅 제형을 이미 개발했거나 개발할 의향이 있는 파트너를 찾고 있었습니다. NineSigma 연구팀은 당사의 광범위한 개방형 혁신 네트워크와 공개적으로 액세스할 수 있는 과학 및 비즈니스 데이터베이스를 활용하여 PFAS가 없는 저마찰 코팅을 제공하는 150개 이상의 조직을 식별했습니다. 고객의 기술 팀과 함께 과학적 가치와 사양을 기반으로 이러한 기술을 평가하고 심층 평가를 위해 50개 기술로 최종 선정했습니다. NineSigma 팀은 추가 기술 정보를 얻기 위해 최종 후보에 오른 회사에 접근하고 기술 사양을 평가하여 고객 애플리케이션에 가장 적합한 것을 식별했습니다. 프로젝트가 끝날 무렵 NineSigma 는 소비재용 저마찰 코팅에서 PFAS를 대체할 수 있는 20 가지 접근 방식에 대한 자세한 기술 정보를 고객에게 제공했습니다.
* 원문 출처 : https://www.ninesigma.com/case-studies/pfas-alternatives-exist/
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