Наночастицы лигнина (ЛНЧ) стали многообещающими кандидатами для усиления защиты от солнца в косметике, предлагая превосходные возможности блокировки УФ-излучения по сравнению с растворимыми олигомерами лигнина. Однако влияние химической структуры олигомеров лигнина, входящих в состав ЛНЧ, и распределение частиц ЛНЧ по размерам требуют дальнейшего изучения. Кроме того, в качестве сырья в этих работах использовался в основном технический лигнин, структура которого существенно менялась в процессе экстракции, что делало его непригодным для изучения структурного эффекта УФ-блокировки.

В исследовании, опубликованном в журнале Carbon Resources Conversion, группа исследователей из Китая исследовала взаимодействие между химической структурой ЛНЧ и распределением частиц по размерам , проливая свет на ключевые факторы, влияющие на их эффективность в повышении солнцезащитных факторов (SPF) в солнцезащитных кремах.

«После превращения в наночастицы лигнин может синергически усиливать эффект защиты от УФ-излучения композитных материалов в сочетании с другими анти-УФ-агентами, такими как коммерческие солнцезащитные кремы», — объясняет соавтор Чжичэн Цзян из Колледжа науки и техники биомассы Сычуаньского университета. .

«При включении ЛНЧ в солнцезащитные кремы они проявляют различную морфологию и проявляют различные способности блокировать УФ-излучение; однако модулировать эту способность экранировать УФ-излучение непросто, поскольку в нее входят различные факторы, включая структуру, размер частиц и концентрацию, влияющие, среди прочего, на защиту от УФ-излучения. эффективность смешанных солнцезащитных составов после включения ЛНЧ».

Исследователи обнаружили, что компактные ЛНЧ с конъюгирующими связями C=O и β-O-4, а также присутствие в структурах сирингильной единицы, богатой метоксильной группой, способствуют повышению устойчивости солнцезащитных кремов к ультрафиолетовому излучению.

«В составах солнцезащитных кремов одновременное включение больших и малых ЛНЧ приводит к состоянию беспорядка, которое позволяет некоторым частицам заполнять промежутки между ними и соседними частицами, что приводит к более компактному экрану ЛНЧ», — говорит Цзян. «Следовательно, это увеличивает способность смеси блокировать УФ-излучение, делая ее значительно более эффективной, чем солнцезащитные составы, содержащие ЛНЧ с равномерным распределением размеров в той же концентрации».

Тяньюй Лян, ведущий автор исследования, добавляет: «В прошлом изучение механизма защиты ЛНЧ от УФ-излучения и сознательное его регулирование было сложной задачей. Это говорит о том, что теперь мы можем определить эффективные подходы к намеренному изменению их способности блокировать УФ-излучение. будь то путем изменения химической структуры ЛНЧ или регулирования распределения размеров частиц ЛНЧ».

«Кроме того, исследование показывает, что ЛНЧ перспективны в качестве материалов на натуральной основе для защиты от ультрафиолета в составах солнцезащитных кремов и других косметических средствах».