När Mingjun Zhang såg sin son leka på gården, han drabbades av en brännande fråga:"Vad är det som får murgrönet i hans bakgård att klamra fast så mycket vid staketet?"
Den enkla frågan har lett till en banbrytande upptäckt att de små partiklarna som utsöndras från murgröna rootlets kan användas i många genombrottstillämpningar i föremål som militär teknik, medicinska lim och läkemedelsleverans, och, senast, solskydd.
Zhang, docent i biomedicinsk teknik vid University of Tennessee, Knoxville, tillsammans med hans forskargrupp och samarbetspartners, har funnit att murgröna nanopartiklar kan skydda huden mot UV-strålning minst fyra gånger bättre än de metallbaserade solskydden som finns på butikshyllorna idag.
"Upptäckten av ivy-nanopartiklarnas applikation på solskyddsmedel utlöstes av ett verkligt behov. När jag hörde ett tal på en konferens om farhågor vid användning av metallbaserade nanopartiklar i solskyddsmedel, Jag undrade, "Varför inte prova naturligt förekommande organiska nanopartiklar?", Sade Zhang.
Zhang spekulerade i att grönskans dolda kraft låg i ett gulaktigt material som utsöndrades av murgröna för ytklättring. Han placerade detta material på en kiselskiva och undersökte det under ett atomkraftsmikroskop och blev förvånad över vad de hittade - massor av nanopartiklar, små partiklar 1, 000 gånger tunnare än diametern på ett människohår. Egenskaperna hos dessa små bitar skapar vinstockens förmåga att hålla nästan 2 miljoner gånger mer än dess vikt. Det har också förmågan att suga upp och sprida ljus som är en integrerad del av solskyddsmedel.
"Nanopartiklar uppvisar unika fysikaliska och kemiska egenskaper på grund av det stora yt-volym-förhållandet som gör att de kan absorbera och sprida ljus, "Zhang sa." Titandioxid och zinkoxid används för närvarande för solskyddsmedel av samma anledning, men murgröna nanopartiklar är mer enhetliga än de metallbaserade nanopartiklarna, och har unika materialegenskaper, vilket kan bidra till att öka absorptionen och spridningen av ljus, och fungera bättre som solskydd. "
Teamets studie indikerar att murgröna nanopartiklar kan förbättra utrotningen av ultraviolett ljus minst fyra gånger bättre än dess metallmotsatser. Vidare, de metallbaserade solskyddsmedel som används idag kan utgöra hälsorisker. Zhang noterar att vissa studier har visat att de småskaliga metalloxiderna i solskyddsmedel kan hamna i organ som lever eller hjärna.
Ivy nanopartiklar, å andra sidan, uppvisar bättre biokompatibilitet med människor och miljö. Teamets studier indikerar att murgröna nanopartiklarna var mindre giftiga för däggdjursceller, har en begränsad potential att tränga igenom människans hud, och är lätt biologiskt nedbrytbara.
"I allmänhet, det är inte en bra idé att ha mer metallbaserade nanopartiklar för kosmetiska applikationer. De är ett stort bekymmer för miljön. Naturligt förekommande nanopartiklar från växter verkar vara ett bättre val, särskilt eftersom de har visat sig vara mindre giftiga och lätt biologiskt nedbrytbara, "Sa Zhang.
Solskyddsmedel gjorda med murgröna nanopartiklar behöver kanske inte appliceras igen efter simning. Det beror på att växtens nanopartiklar är lite mer vidhäftande så att solskyddsmedel som tillverkas med dem kanske inte tvättas av lika lätt som traditionella solskyddsmedel. Och medan solskyddsmedel gjorda av metallbaserade nanopartiklar ger huden en vit nyans, solskyddsmedel gjorda av murgröna nanopartiklar är praktiskt taget osynliga när de appliceras på huden.
