In einem bedeutenden Durchbruch für die Kosmetikindustrie haben Forscher eine neue Art von Sonnenschutzmittel entwickelt, das Lignin, ein natürlich vorkommendes Polymer, und Titandioxid (TiO2) verwendet. Die von Yarong Li und Zhiguang Tang geleitete Studie war veröffentlicht im Zeitschrift für Bioressourcen und Bioprodukte und beschreibt detailliert die innovative Verwendung einer zweifach modifizierten Lignin-Submikrosphäre zur Erhöhung des Lichtschutzfaktors und zur Verbesserung der Farbe von Sonnenschutzmitteln.
Lignin, ein Nebenprodukt der Zellstoffindustrie, ist für seine UV-absorbierenden Eigenschaften und antioxidativen Eigenschaften bekannt. Allerdings ist seine Anwendung in kommerziellen Sonnenschutzmitteln aufgrund seines niedrigen Lichtschutzfaktors und seiner dunklen Färbung begrenzt.
Um diese Herausforderungen anzugehen, führten die Forscher eine doppelte Modifikation der chemischen Struktur und physikalischen Form von Lignin durch. Sie pfropften Methylenbisbenzotriazolyltetramethylbutylphenol (MBBT) auf Alkalilignin (AL) auf, um ein Polymer, AL-g-MBBT, zu erzeugen. Dieses Polymer wurde dann in Submikron-Kugeln mit und ohne TiO2-Beladung umgewandelt.
Die Ergebnisse waren beeindruckend. Sonnenschutzmittel, die mit 10 % AL-g-MBBT3 hergestellt wurden, zeigten einen Lichtschutzfaktor von 42,93, eine deutliche Steigerung gegenüber den 4,74 Lichtschutzfaktor von unmodifiziertem AL. Darüber hinaus war die Farbe des modifizierten Sonnenschutzmittels auf Ligninbasis mit einem Farbdifferenzwert (ΔE) von 45,6 im Vergleich zu 49,5 ΔE des unmodifizierten AL deutlich heller, was es für kosmetische Zwecke attraktiver macht.
Die Forscher verbesserten die Leistung des Sonnenschutzmittels weiter, indem sie mit TiO2 beladene Kugeln im Submikronbereich schufen. Diese AL-g-MBBT3/TiO2@C-Sonnenschutzmittel erreichten einen Lichtschutzfaktor von 66,20 und übertrafen damit sowohl das unmodifizierte AL als auch die Submikron-Kugeln ohne TiO2-Beladung. Auch die Farbe dieser Sonnenschutzmittel wurde mit einem ΔE-Wert von 36,3 deutlich verbessert.
Die Studie bewertete auch die Photostabilität und Biokompatibilität des Sonnenschutzmittels auf Ligninbasis. Die Ergebnisse zeigten, dass das Sonnenschutzmittel seine Sonnenschutzleistung und Farbe auch nach drei Stunden UV-Bestrahlung beibehielt. Darüber hinaus zeigten die Biokompatibilitätstests, dass das modifizierte Lignin enthaltende Sonnenschutzmittel für menschliche Keratinozyten ungiftig war, was darauf hindeutet, dass es für die Anwendung auf der Haut sicher ist.
Diese Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Anwendung von Lignin dar und bietet eine nachhaltige und leistungsstarke Alternative zu herkömmlichen Sonnenschutzbestandteilen. Die Erkenntnisse könnten den Weg für eine neue Generation umweltfreundlicher und wirksamer Sonnenschutzprodukte ebnen.
Weitere Informationen:
Yarong Li et al., Entwicklung von mit TiO2 beladenen Methylen-Bis-Benzotriazolyl-Tetramethylbutylphenol-gepfropften Lignin-Submikrosphären für Sonnenschutzanwendungen, Zeitschrift für Bioressourcen und Bioprodukte (2024). DOI: 10.1016/j.jobab.2024.09.003
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