Łącząc ochronę przed promieniowaniem UV z chłodzeniem radiacyjnym, naukowcy opracowali filtr przeciwsłoneczny, który odbija zarówno światło słoneczne, jak i ciepło.
Sekret tkwi w specjalnie dobranych nanocząsteczkach dwutlenku tytanu, które zapewniają chłodniejszą skórę i niezawodną ochronę przeciwsłoneczną.
Połączenie ochrony przed promieniowaniem UV i chłodzenia
Noszenie kremów z filtrem przeciwsłonecznym jest niezbędne, aby chronić skórę przed szkodliwym promieniowaniem UV, ale nie pomaga w zachowaniu chłodu. Teraz naukowcy opracowali przełomową formułę, opisaną szczegółowo w czasopiśmie naukowym Litery ACS Nanoktóry zapewnia zarówno ochronę przed promieniowaniem UV, jak i redukcję ciepła dzięki wykorzystaniu chłodzenia radiacyjnego.
Ten innowacyjny prototyp filtra przeciwsłonecznego może utrzymać skórę do 11°F (6°C) chłodniejszą niż goła skóra i około 6°F (3°C) chłodniejszą niż obecne filtry przeciwsłoneczne.
Chłodzenie radiacyjne: rozwiązanie o podwójnym zastosowaniu
Chłodzenie radiacyjne działa poprzez odbijanie lub wypromieniowywanie ciepła z powierzchni, skutecznie chłodząc to, co znajduje się pod nią. Zasada ta została już wykorzystana przy projektowaniu tkanin chłodzących i energooszczędne powłoki dla budynków.
Kluczowym składnikiem niektórych z tych technologii jest dwutlenek tytanu (TiO2), białawy związek znany ze swojej zdolności do odbijania ciepła. Chociaż TiO2 jest powszechnie stosowany w mineralnych filtrach przeciwsłonecznych do blokowania promieni UV, jego standardowy rozmiar cząstek nie jest skuteczny w chłodzeniu radiacyjnym. Aby rozwiązać ten problem, Rufan Zhang i jego zespół dopracowali rozmiar TiO2 nanocząsteczki, tworząc filtr przeciwsłoneczny, który łączy skuteczną ochronę przed promieniowaniem UV z dodatkową korzyścią chłodzenia skóry.
Innowacje z nanocząsteczkami dwutlenku tytanu
Zespół stworzył krem przeciwsłoneczny, łącząc sześć składników: TiO2 nanocząsteczki, woda, etanol, krem nawilżający, pigmenty i powszechny polimer silikonowy stosowany w kosmetykach zwany polidimetylosiloksanem. Starannie dostosowując rozmiary TiO2 nanocząsteczkami wyprodukowali materiał odbijający zarówno światło UV, jak i ciepło słoneczne, nadając mu zdolność chłodzenia.
Nowy preparat wykazał SPF około 50, wodoodporność i ciągłą skuteczność po 12 godzinach symulowanej ekspozycji na światło słoneczne za pomocą lampy ksenonowej. Dodatkowo, zarówno na skórę zwierzęcą, jak i ludzką, produkt nie powodował podrażnień.
Testy w świecie rzeczywistym i potencjał komercyjny
Testy przeprowadzone na ludziach w gorącym i wilgotnym środowisku zewnętrznym wykazały, że nowy, chłodzący radiacyjnie filtr przeciwsłoneczny utrzymuje skórę uczestników do 6,0 C w temperaturze chłodniejszej niż naga skóra i do 6,1 C w temperaturze chłodniejszej niż na rynku dostępne filtry przeciwsłoneczne. Preparat jest niedrogi i kosztuje zaledwie 0,92 dolara za 10 gramów mieszanki – co równa się cenie filtrów przeciwsłonecznych dostępnych już na rynku. Naukowcy twierdzą, że ich prototyp filtra przeciwsłonecznego ma obiecujący potencjał komercyjny, zwłaszcza w obliczu ciągłego wzrostu temperatur w lecie.
Odniesienie: „Wysokowydajny filtr przeciwsłoneczny z chłodzeniem radiacyjnym” autorstwa Jiaqi Xu, Xueke Wu, Yunrui Li, Siming Zhao, Fan Lan, Aike Xi, Ya Huang, Yilin Ding i Rufan Zhang, 15 listopada 2024 r., Nanolitery.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04969
Autorzy dziękują za finansowanie z Narodowego Programu Badań Kluczowych, Chińskiej Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych i Wspólnego Funduszu Badawczego Tsinghua-Toyota.
