(Phys.org) – Forskare från ETH Zürich har utvecklat ett nanomaterial som skyddar andra molekyler från oxidation. Till skillnad från många sådana aktiva substanser tidigare, ETH-Zürich-forskarnas antioxidant har lång hållbarhet, vilket gör det bara till biljetten för industriella applikationer.

Det pratas mycket om antioxidanter. Dessa kemiska föreningar finns i många frukt- och grönsaksvarianter, kaffe, te och rött vin, och anses allmänt vara friska. Trots allt, antioxidanter skyddar kroppens egna proteiner och den genetiska substansen från oxidation. Antioxidanter används även inom industrin, inklusive som livsmedelstillsatser för att bevara föremål längre eller utnyttja hälsoaspekten som ett försäljningsargument. De ligger i livsmedelsförpackningar eller bildäck för att förhindra att syntetmaterialet eller gummit blir skört. Och inom kosmetikindustrin annonseras krämer med antioxidanter som anti-aging produkter.

Problemet med att använda antioxidanter, dock, är att många av dessa molekyler faktiskt inte är särskilt stabila i sig själva. Till exempel, de oxideras i närvaro av syre och förlorar gradvis sin antioxidanteffekt. Forskare under Yiannis Deligiannakis, gästprofessor vid Institutet för processteknik, har nu utvecklat en speciell nanoantioxidant som är betydligt mer stabil än sina konventionella motsvarigheter, vilket gör att den kan lagras lättare och är effektiv i mindre mängder.

Nanopartiklar förhindrar interaktion

ETH-Zürich-forskarnas nanoantioxidant består av en nanopartikel av kiseldioxid och den naturligt förekommande antioxidanten gallussyra, varvid de två delarna är fast sammanfogade. "Gallsyra är en av molekylerna med den bästa antioxidantaktiviteten, " förklarar Georgios Sotiriou, som var involverad i projektet som postdoc vid Institute of Process Engineering innan han flyttade till Harvard University. Dock, som med andra antioxidanter, gallussyramolekyler förlorar snart sin effekt, speciellt eftersom de gillar att haka fast vid andra gallussyramolekyler och därmed inaktivera varandra. Genom att kombinera dem med kiseldioxiden, dock, forskarna kunde undertrycka denna process. Trots allt, de stora nanopartiklarna jämfört med gallussyramolekylerna hindrar de senare från att interagera med varandra:av utrymmesskäl, de är inte mer kapabla att göra det än att passagerare i två varmluftsballonger kan sträcka ut handen och röra varandra.

"Vår nanoantioxidant har samma enastående effekt som gallussyra, men kan säljas som en produkt med lång hållbarhet för industrin, " säger Deligiannakis. Dessutom, nanoantioxidanten är temperaturbeständig och skulle därmed kunna skydda mat som är pastöriserad eller polymerer som produceras vid höga temperaturer. Konventionella antioxidanter blir inaktiva vid dessa temperaturer.

En säker kombination

Forskarna har nu patenterat sin nya produkt och för för närvarande samtal med industriella partners när det gäller licensiering. Forskarna förväntar sig inga större hinder när det gäller molekylens säkerhet:både gallsyra och nanopartiklarna av kiseldioxid anses ofarliga, har godkänts av myndigheterna – inklusive för användning i livsmedel – och är i aktivt bruk. Forskarna förväntar sig således tester för att bekräfta att kombinationsmolekylen också är säker för kosmetika och livsmedel.