BPA är en organisk förening gjord av fossila bränslen. Industrikemikalien har använts för att tillverka plaster och hartser sedan 1950-talet, och produkter gjorda med det är billiga att göra, klar, flexibel och stark. BPA finns i en mängd olika produkter, inklusive vattenflaskor, förvaringscontainrar och sportutrustning. Det används också flitigt i foder av mat- och dryckesburkar och i försäljningskvittopapper. Det är en av de mest syntetiserade kemikalierna idag med mer än sex miljoner ton som skapades bara 2018.

Dock, studier sedan 2008 har visat att BPA härmar östrogen i kroppen och har negativa effekter på våra endokrina system. Vissa återförsäljare har dragit tillbaka produkter tillverkade med BPA och sökandet efter BPA-fri plast har lett till forskning kring liknande alternativ som bisfenol S och bisfenol F. Men säkerheten för dessa andra fossila bränslealternativ är fortfarande okänd.

Dean Webster, professor och ordförande för beläggningar och polymera material; Mukund Sibi, Universitetet framstående professor i kemi och biokemi; och NDSU kemi och biokemi doktorand Catherine Sutton publicerade nyligen forskning om biobaserade alternativ till bisfenol-A (BPA) i American Chemical Society's Hållbar kemi och teknik tidning. Forskningen har titeln "Novel Biobased Furanic Diols as Potential Alternatives to BPA:Synthesis and Endocrine Activity Screening."

NDSU-teamet satte sig för att skapa BPA-alternativ som härrörde från biomassaråvaror kontra fossila bränslen. De skapade en serie nya dioler (byggstenar i organisk kemi) från lättillgängligt råmaterial hydroximetylfurfural (HMF). HMF är en organisk förening som bildas genom uttorkning av vissa sockerarter. Det finns naturligt när sockerhaltiga råvaror värms upp och karamellisering sker. Det förekommer naturligt i kaffe, torkad frukt och honung samt biprodukter som majssirap med hög fruktoshalt.

Analys av de nya diolerna för endokrin aktivitet och cytotoxicitet utfördes och tre HMF-baserade dioler identifierades med tanke på deras avsaknad av negativ påverkan på endokrin aktivitet. Dessa potentiella ersättningar för BPA utvärderas nu i NDSU-laboratorierna för deras tillämpningar i beläggningar och polymerer.

"Dessa dioler har en hög potential som utgångsmaterial för ett antal polymera material, ", sa Sutton. "Vi är optimistiska när vi går vidare med polymerisationer med våra biomassahärledda dioler." Genom att hitta naturliga dioler som inte hade samma negativa biologiska reaktioner som BPA, teamets forskning är unik.

"Att hitta ersättare för bisfenol-A är en stor sak nu för tiden, ", sa Sibi. "Vi har gjort nya säkrare dioler som initialt har utvärderats för sin biologiska aktivitet, vilket verkligen skiljer vårt arbete från andra på området. Vi tror att vi har ett alternativ till BPA som är säkert och som inte är beroende av fossila bränslen, vilket är en extra fördel." Finansiering tillhandahölls av ND Center of Research Excellence (CORE) Biobased Materials Science and Technology (BiMAT) och stöddes genom in natura och ekonomiska bidrag från AkzoNobel. Projektet fick också stöd av ND EPSCoR Center för hållbar materialvetenskap.