Abteilung Umwelttoxikologie

Das Konzept „Safe and Sustainable by Design“ (SSbD, wortwörtlich Sicheres und Nachhaltiges Design) wurde von der Europäischen Kommission im Jahr 2022 als freiwilliges Instrument eingeführt um den „grünen“ Übergang der chemischen Industrie in Europa zu erleichtern, im Einklang mit der EU-Strategie für Nachhaltigkeit bei Chemikalien (CSS). Währenddessen dieses Konzept eine inspirierende Vision für die Vereinbarkeit von chemischer Wirtschaft und Umweltschutzerfordernissen bietet, gibt es bisher nur wenige praktische Erfahrungen mit der Anwendung des SSbD in der Phase des Moleküldesigns oder mit seiner Integration in die Materialentwicklungsroutinen. Weitere Fortschritte bei der SSbD erfordern daher die Entwicklung zweckdienlicher (Engl. «fit-for-purpose») Werkzeuge sowie die Gestaltung intelligenter Arbeitsabläufe, wo effiziente Tests und deren Ergebnisse in den Innovationsprozess von Chemikalien und Materialien einbezogen wurden.

Im Projekt „SSbD-Vitrimers“ arbeiten wir zusammen mit Chemikern und Materialentwicklern an der Empa, um gemeinsam einen praktischen Arbeitsablauf für die Integration von Überlegungen zur aquatischen Toxizität in den Forschungs- und Entwicklungsprozess neuartiger Polymermaterialien zu entwickeln, wobei wir uns auf innovative flammhemmende Vitrimere als Fallstudie konzentrieren.

Das Projekt sieht die Entwicklung eines iterativen Arbeitsablaufs vor, bei dem In-silico-Tools und standardisierte alternative (tierversuchsfreie) Tests für aquatische Toxizität verwendet werden, um Toxizitätsdaten für Testmaterialien zu generieren. Die gesammelten Toxizitätsdaten werden mit Daten zu Materialeigenschaften und -funktionen integriert, um die optimale Zusammensetzung zu finden und/oder potenzielle Probleme oder weiteren Entwicklungsbedarf zu ermitteln und so die nächsten Schritte bei der Materialentwicklung und -optimierung mitzugestalten.

Neben der Verfolgung der skizzierten experimentellen Strategie zielt dieses Projekt auch darauf ab, das konzeptionelle Verständnis des SSbD-Rahmens und des damit verbundenen empirischen Testbedarfs zu verbessern.