Namaakproducten uit kunststoffen zijn wereldwijd een enorm probleem. Maar hoe bewijs je dat het product geen goedkope imitatie is? UGent-onderzoekers ontwikkelden een onzichtbare moleculaire barcode die hoge temperaturen en zware industriële productieprocessen overleeft. Hun gepatenteerde doorbraak biedt een belangrijke oplossing in de strijd tegen namaakproducten en greenwashing.
In het kort
- Postdoctoraal onderzoeker Thibault Schutz en zijn collega’s ontwikkelden een moleculaire tag op basis van uiterst precies gemaakt polyamide. Die blijft zelfs leesbaar bij temperaturen boven 270°C, iets wat eerdere technieken niet konden aantonen.
- Producenten van materialen waar veiligheid cruciaal is, zoals in de luchtvaart en de bouw, kunnen zo bewijzen dat hun product echt is. Op langere termijn kan dezelfde technologie controleren of claims over gerecycleerd plastic kloppen.
- Tegen juli 2027 willen de onderzoekers het industriële potentieel van hun gepatenteerde technologie aantonen en zo de weg vrijmaken voor toekomstige commercialisering.
- De volgende stap? Een techniek vinden om de code sneller en makkelijker uit te lezen. Dan maken namaakplastics en valse duurzaamheidsclaims geen kans meer.
Een vraag die bleef knagen
Het idee om digitale informatie in een kunststof op te slaan, is niet nieuw. Al zo'n tien jaar experimenteren onderzoekers met 'digitale polymeren' die je onzichtbaar in een product verwerkt. Dat zijn lange, synthetische moleculen die informatie opslaan in de volgorde van hun bouwstenen, zoals DNA met amper vier bouwstenen al onze genetische informatie bevat. Spreek je af dat bouwsteen A een 0 voorstelt en bouwsteen B een 1, dan maak je zo een digitale code. De informatie die je opslaat wordt zo een kwaliteitscertificaat. Zo krijg je een onzichtbare tag of label op moleculair niveau.
Thibault Schutz kent dat verhaal van binnenuit: hij doctoreerde in één van de labo's die zo'n techniek ontwikkelden. "Maar op conferenties kreeg ik altijd de vraag: hoe robuust is dat? Kan je de informatie er nadien nog uithalen?", vertelt hij. "En ik moest toegeven: die antwoorden hadden we toen nog niet."
Toen Thibault in februari 2024 als postdoc naar de UGent kwam, zag hij de kans om te zoeken naar die antwoorden.
Stabiel en bestand tegen hoge temperaturen
De grote uitdaging die de onderzoekers wilden aanpakken was een materiaal of techniek vinden die stabiel bleef onder zware productieomstandigheden en hoge temperaturen. Kortom: tegen de omstandigheden waarin kunststof producten worden gemaakt. Eerdere synthetische tags bleken daar niet tegen bestand.
De oplossing kwam er door de ervaring van het team met moleculaire tagging te combineren met de chemie van nauwkeurig gedefinieerde polyamiden, die eerder aan de UGent werd ontwikkeld in de onderzoeksgroep van professor Filip Du Prez en professor Nezha Badi (vakgroep Organische en Macromoleculaire Chemie). Dankzij eerder onderzoek hadden de onderzoekers geleerd om een veelgebruikt polymeer zoals polyamide met uiterste precisie op te bouwen. Deze kennis vormde de basis voor de gezamenlijke ontwikkeling van een nieuwe, thermisch stabiele moleculaire barcode.
"Toen we ontdekten dat de thermische stabiliteit van ‘ons’ polyamide heel hoog was, wisten we dat hier meer in zat en ontwikkelden we een nieuwe generatie moleculaire tags om digitale info in op te slaan. We konden aantonen dat onze moleculaire tag in uiterst lage concentratie leesbaar blijft in verschillende kunststoffen, zelfs na verwerking boven 270°C.”
De oplossing kwam er door de ervaring van het team met moleculaire tagging te combineren met de chemie van nauwkeurig gedefinieerde polyamiden, die eerder aan de UGent werd ontwikkeld in de onderzoeksgroep van professor Filip Du Prez en professor Nezha Badi.
Namaak is levensgevaarlijk
Als deze moleculaire tag de weg naar de markt zou vinden, dan ziet hij meteen al sectoren waarin die een meerwaarde kan bieden in de strijd tegen namaak. Thibault: "Ik denk aan sectoren die met hoogwaardige plastics werken. Als er in een vliegtuig namaakplastic zit, kan dat een enorm veiligheidsprobleem zijn. Dat risico wil je vermijden als producent.”
De moleculaire tag zelf namaken is haast onmogelijk, claimt hij: "Dit is misschien wel de meest onvervalsbare techniek op de markt, omdat elke barcode uniek kan worden gemaakt."
Hoeveel gerecycleerd plastic zit er écht in?
Later kan de technologie ook plastic duurzamer helpen maken, stelt hij. Regelgeving verplicht producenten om meer en meer gerecycleerd plastic te verwerken in hun producten. "Stel je een kunststofproduct voor waarop staat dat het 30 procent gerecycleerd materiaal bevat. Vandaag bestaat nog geen universeel aanvaarde manier om zulke claims te controleren. " Een tag kan dat aandeel meetbaar maken, al vraagt dat nog veel onderzoek.
Op weg naar de markt
Via het ERC-project BIGTOP zet de onderzoeksgroep nu de stap naar de industrie. De technologie is gepatenteerd en wordt geoptimaliseerd met advies van bedrijven. “Bedrijven gaven ons door aan welke criteria de tag moet voldoen voor ze hem in hun materialen willen verwerken. Onze ambitie is om tegen juli 2027 het potentieel van onze technologie onder industriële omstandigheden aan te tonen. Dat zou een belangrijke en veelbelovende stap richting commercialisering zijn!”
De heilige graal
Daarna wacht de volgende uitdaging: "Een techniek vinden om de informatie sneller en handiger uit te lezen, zonder geavanceerde apparatuur te moeten gebruiken: dat is de heilige graal voor veel onderzoekers in ons vakgebied."
Lukt dat, dan kan de moleculaire barcode in veel meer producten terechtkomen en kunnen controlediensten gerichter de strijd tegen namaak aangaan. “Dat wordt mijn volgende uitdaging”, besluit hij enthousiast.
Thibault Schutz is postdoctoraal onderzoeker in de Polymer Chemistry Research Group van prof. Filip Du Prez, aan de vakgroep Organische en Macromoleculaire Chemie van de faculteit Wetenschappen. Hij doctoreerde in Straatsburg (Frankrijk), in het labo dat één van de eerste moleculaire tagging-technieken ontwikkelde en kwam in februari 2024 naar Gent.