Lignin, den naturliga polymeren som ger trädstammar sin styrka, kan vara källan till ett nytt sortiment av hudvårdsprodukter, tyder ny forskning på.

Ligninpolymeren bidrar till växternas fysiska styvhet, och absorberar även UV-strålar, hjälper till att skydda växtens ömtåligare cellulosastrukturer från solskador. Forskare vid A*STAR har hittat ett sätt att göra kortkedjiga ligninliknande strukturer som behåller modermolekylens UV-blockerande förmåga, men kan lättare införlivas i solkrämer och andra hudprodukter.

Även om lignin i sig är en lättillgänglig förnybar resurs, den naturliga polymerens användning i prestandamaterial och personliga vårdprodukter begränsas av två nyckelfaktorer, förklarar Balamurugan Ramalingam från A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences, som ledde det pågående arbetet. Naturliga ligninpolymerer med hög molekylvikt är i sig olösliga i vanliga lösningsmedel, och dispergerar dåligt i blandningar av andra material, gör det svårt att arbeta med.

Ligninpolymeren kan brytas ned till sina små molekylmonomerer för att förbättra bearbetbarheten, men detta tar bort naturligt lignins UV-absorberande egenskaper. Ramalingam och hans medarbetare misstänkte att den söta punkten för att göra UV-blockerare kan vara att bilda ligninliknande "oligomerer", kortkedjiga strukturer snarare än långkedjiga polymerer av naturligt lignin.

Teamet visade att de kunde bilda ligninliknande oligomerer antingen genom att kemiskt bryta naturligt lignin i mindre bitar, eller genom att länka ligninmonomerer till korta kedjor. Tester bekräftade att de ligninliknande oligomererna erbjöd det bästa av två världar, kombinerar god löslighet och dispersion med användbara solskyddsegenskaper. "Vi var särskilt nöjda med den bredare UV-blockerande förmågan och högre molära absorptionsförmåga som oligomererna uppvisade jämfört med respektive monomerer, " säger Ramalingam. Oligomerernas UV-blockerande förmåga verkade också vara robust och långlivad i accelererade UV-vittringstester.

De ligninliknande oligomererna har flera potentiella fördelar jämfört med befintliga UV-blockerare med små molekyler som används för att stabilisera plaster och i solskyddsmedel, säger Ramalingam. "I motsats till syntetiska UV-stabilisatorer med små molekyler, de nuvarande ligninliknande oligomererna är biologiskt härledda och förmodligen icke-toxiska, " säger han. Eftersom oligomerer är fysiskt större strukturer än UV-blockerare med små molekyler, de är också mindre benägna att läcka ut ur plast till miljön, eller penetrera huden när den används i solskyddsmedel.

"Vi utvärderar för närvarande möjligheten att införliva ligninliknande oligomerer i kommersiella solskyddsmedel, mot att utveckla naturinspirerade produkter för personlig vård, " säger Ramalingam.