19.07.2017

Исследователи Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) "МИСиС" путем модифицирования наночастиц оксида цинка получили универсальный защитный фильтр против ультрафиолетового излучения. Особенность фильтра в том, что его удалось сделать прозрачным, а не белым. Результаты исследований были опубликованы в журналах "Current Nanoscience" и "Journal of Alloys and Compounds". Получен российский патент.

Почти каждый человек "обгорал" на солнце. Причиной ожогов является воздействие на кожу ультрафиолетового излучения, сила которого превышает естественную защитную способность кожи к загару. Кроме того, ультрафиолетовое излучение разрушает многие полимеры (органическое стекло, полиэтилен, полипропилен), это явление известно как ультрафиолетовое старение.

Для защиты от вредного и разрушительного действия ультрафиолетового излучения во всем мире широко применяются различные фильтры или присадки, добавляемые в полимерные композиции и солнцезащитные кремы. В качестве фильтров используются оксиды металлов, например, диоксид титана или оксид цинка. Но ряд источников сообщает, что наночастицы диоксида титана могут обладать канцерогенным эффектом, а оксид цинка неудобен тем, что имеет белый цвет (из него, в частности, делают белую краску "белила цинковые").

Чтобы решить задачу создания универсального ультрафиолетового фильтра, исследователи из НИТУ "МИСиС" совместно с коллегами из Российского онкологического научного центра им. Н. Н. Блохина предложили способ химического синтеза наночастиц цинка с модифицированной поверхностью.

Ученые научились управлять оптическими свойствами УФ-фильтров на основе наночастиц оксида цинка непосредственно в процессе их химического синтеза. В экспериментах раствор наночастиц, а также полипропиленовые пленки с нанодобавкой продемонстрировали 100% поглощение ультрафиолета типа B.

"Мы синтезировали наночастицы оксида цинка с модифицированной поверхностью, — рассказывает одна из участниц исследования, научный сотрудник НИТУ "МИСиС", кандидат химических наук Светлана Сенатова. — Исследование того, как влияет модификация поверхности на химические и физические свойства наночастиц оксида цинка, показало, что полученные наночастицы могут успешно применяться в качестве фильтров для защиты от УФ-излучения. В опытах in vitro продемонстрировано отсутствие гемотоксичности синтезированных наночастиц с модифицированной силансодержащими соединениями поверхностью при инкубировании с кровью доноров".

Инкубирование (выдерживание в течение определенного времени) понадобилось для того, чтобы изучить, как наночастицы будут влиять на кровь здоровых людей, ведь крем с новым УФ-фильтром может потенциально проникать через слои кожи и попадать в организм человека. 

По утверждениям авторов разработки, модифицирование поверхности наночастиц оксида цинка приводит к увеличению их прозрачности в видимой части спектра, что позволяет использовать их не только в составе солнцезащитных кремов, но и при изготовлении прозрачных полимеров.

Такие материалы могут использоваться, например, при изготовлении прозрачных пищевых контейнеров, пленок или в облицовочных панелях конструкций, устанавливаемых под открытым небом. Кроме того, модифицирование поверхности наночастиц позволит снизить количество добавляемого УФ-фильтра в 5-10 раз, что влечет за собой положительный экономический эффект.

Источник: РИА Новости

Центр перспективных экономических исследований Академии Наук РТ 50 лучших инновационных идей для Республики Татарстан Виртуальный музей-библиотека Академии Наук Республики Татарстан Татарстанский ЦНТИ