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Claus Lang-Koetz, Ulrich Hutschek, Marius Heil

• Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind organische Verbindungen aus Kohlenstoffketten, bei denen die Wasserstoffatome vollständig oder teilweise durch Fluoratome ersetzt sind. Die starken chemischen Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Fluor-Atomen in PFAS führen zu sehr stabilen Substanzen mit besonders nützlichen Eigenschaften wie chemischer Inertheit, Wasserabweisung, Schmierwirkung, Antihaftwirkung, Feuerbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Sie sind jedoch nur schwer biologisch abbaubar sind und lassen sich daher in der Umwelt nur schwer zersetzen (Ye et al. 2015). PFAS werden in vielen Anwendungsfeldern in der Industrie und in Endprodukten eingesetzt, wie z. B. in der industriellen Produktion, in Dichtungen, Schmierstoffen, Verpackungen, Metallbeschichtung, in Medizintechnik-Produkten, elektronischen Geräten, Solarzellen, Brennstoffzellen, Batterien, im Baubereich und auch in Consumer-Produkten in Textilien, Kochgeschirr und Kosmetik (Glüge et al. 2020, ECHA 2023). Aufgrund ihrer Wirkungen auf Umwelt und Menschen und ihrer Persistenz in der Umwelt werden PFAS aktuell stark diskutiert und auf EU-Ebene wurde eine Initiative hin zu möglichen Stoffverboten angestoßen (ECHA 2023). Unternehmen aus Baden-Württemberg und ganz Europa suchen inzwischen Substitute für die Anwendung von PFAS, um bei einem möglichen Stoffverbot Alternativen zur Verfügung zu haben. In dieser Metastudie wird daher eine Übersicht über mögliche Stoffe und Stoffgruppen gegeben, die das Potenzial besitzen, die technischen Funktionen von PFAS zu ersetzen. Dies wird an ausgewählten Beispielen vertieft untersucht. Unter Nutzung von Softwaretools auf Basis von Künstlicher Intelligenz (KI) wurden mögliche Substitute identifiziert und strukturiert ausgewertet. Nach der Analyse von 35.246 wissenschaftlichen Dokumenten weltweit wurden 420 Materialien und deren Zusammenfassung in 32 Klassen für fünf beteiligte namhaften Unternehmen aus Baden-Württemberg identifiziert. Nach genauerer Analyse der Anforderungen der beteiligten Unternehmen konnte nur eine sehr begrenzte Anzahl potenzieller Ersatzstoffe ermittelt werden, die PFAS nach heutigem Stand partiell substituieren könnten.