Veel mensen weten het niet maar een substantiële hoeveelheid aan alledaagse producten – denk aan tandpasta, medicijnen, kauwgum, decoratie op koek of in chocolade – bevatten titaniumdioxide, een witmaker. Het voedseladditief (E171) lost niet op en bestaat uit nanodeeltjes. Sinds 2021 is besloten dat het niet meer met zekerheid veilig is en dat titaniumdioxide kankerverwekkend zou zijn.
Een start-up heeft nu een alternatief ontwikkeld – en een paar dingen afgekeken van een kever uit Zuidoost-Azië. Bij Groene Oplossingen willen we hier graag het fijne van weten!
“Cyphochilus insulanus” is een kever die in de regenwouden van Indonesië graag op paddenstoelen zit te knabbelen. Deze Cyphochilus is wit, wat ongewoon is in de keverwereld. Zijn speciale wit is nog uitzonderlijker: het is het witste wit dat de natuur heeft voortgebracht – witter dan koemelk, witter dan sneeuw. De schorsbladerenkever, ongeveer zo groot als een duim, dankt zijn kleur waarschijnlijk aan zijn verlangen naar zijn favoriete paddenstoelen, zodat hij er ongemerkt van kan genieten door roofdieren. Want deze paddenstoelen zijn wit.
Zonnebrandcrème, papier of muurverf zijn ook wit. Maar alleen dankzij het toegevoegde witte pigment titaniumdioxide. TiO2 maakt vrijwel alles wit wat wit moet lijken. Elk jaar wordt hiervoor zes tot acht miljoen ton titaniumdioxide geproduceerd. De markt is ongeveer zestien miljard dollar waard. Maar sinds de zomer van 2022 is TiO2 verboden in de EU, in ieder geval als witmaker voor voedingsmiddelen. Mogelijk kankerverwekkend, oordeelde de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA).
TITAANDIOXIDE: KLIMAATSCHADELIJK WIT PIGMENT
Er zijn ook andere argumenten tegen titaniumdioxide: De productie ervan is CO2-intensief en in de meeste gevallen gebaseerd op het mineraal ilmeniet. De grondstof moet op grote schaal worden gewonnen, vaak in landen met lakse milieuregels, zoals China. En.als titaniumdioxide deeltjes eenmaal in de natuur terechtkomen, blijven ze daar, met onbekende gevolgen.
“Dit is allemaal niet erg duurzaam,” zegt Lukas Schertel. De gepromoveerde natuurkundige is CEO van Impossible Materials, een spin-off van de universiteiten van Cambridge en Fribourg.
De start-up wil een revolutie teweegbrengen in de witmakende industrie met een wit pigment op basis van cellulose, geïnspireerd door Cyphochilus.
Cyphochilus dankt zijn witheid aan de speciale structuur van een schelp van chitineschubben. De schubben zijn ongeveer tien micrometer dun, wat tot tien keer fijner is dan een menselijke haar. De fijne structuur van het exoskelet is als een spons: vol open nanobellen, onregelmatig gerangschikt, maar met een systeem. Wat heeft dit nu met wit te maken? Laten we even teruggaan naar de natuurkundelessen: wit zonder witte pigmenten ontstaat wanneer alle spectrale kleuren van het licht door een oppervlak worden gereflecteerd. Wanneer Cyphochilus in de zon ligt, dringen de stralen door zijn schubben, kaatsen heen en weer in de chaos van poreuze bellen en worden in alle richtingen gereflecteerd. Voilà: een superwitte schelp.
RECONSTRUCTIE VAN CELLULOSE
“De grootste moeilijkheid voor de industrie is om wit in dunne lagen te produceren, zodat het geschikt is voor bijvoorbeeld dunne coatings,” zegt Schertel van Impossible Materials. Bedrijven kunnen het principe van de schaallaagconstructie kopiëren van de Cyphochilus kever.
Maar van welk materiaal moet het worden gekopieerd? “Chitine is niet beschikbaar in industrieel benodigde hoeveelheden.” Impossible Materials vond een andere natuurlijke stof: cellulose. Schertel onderzocht het biopolymeer aan de Universiteit van Cambridge samen met topfysicus Silvia Vignolini. Het resultaat: cellulose kan worden gebruikt om het witte principe van cyphochilus te imiteren.
Cellulose is de basisbouwsteen van elke plantencelwand en komt voor in elk blad, elke stengel en elke wortel. Het biopolymeer is een zogenaamde polysaccharide, d.w.z. een koolhydraat met een lange keten – net als de chitine in het schild van Cyphochilus. Impossible Materials heeft nu een chemisch proces ontwikkeld waarmee cellulosedeeltjes kunnen worden geëxtraheerd. “Je snijdt ze eruit zoals je iets uit een blad zou snijden,” zegt Schertel. Vervolgens worden de deeltjes herschikt, vergelijkbaar met de structuur van de kever, en verwerkt tot een poeder.
De voordelen van cellulose liggen voor de hand: het kan duurzaam worden verbouwd en afgebroken en is onschadelijk voor mensen. Volgens Impossible Materials is de CO2-balans tijdens de verwerking “aanzienlijk lager” dan die van titaniumdioxide. Schertel kan dit nog niet bewijzen.
In ieder geval is cellulose zeer geschikt voor de circulaire economie; het kan worden hergebruikt als afvalproduct van de landbouw- en houtindustrie. Impossible Materials heeft het benodigde geld al opgehaald: De start-up heeft al meer dan 3,4 miljoen Zwitserse frank ontvangen van investeerders. De commerciële productie moet in 2025 van start gaan in Marly, Zwitserland. In eerste instantie voor de zogenaamde gezondheidsgevoelige industrieën, d.w.z. voeding, farmaceutica en cosmetica. Het werd tijd: tegen 2024 wil het Wetenschappelijk Comité voor consumentenveiligheid (WCCV) van de EU-Commissie beslissen of titaniumdioxide ook verboden moet worden in cosmetica, bijvoorbeeld als minerale UV-filter in zonnecrèmes. Ondertussen geniet de Cyphochilus kever van de zon op zijn favoriete paddenstoel.
Bron: Good Impact/ het Groene Podium
