Lignin-nanopartiklar (LNP) har dykt upp som lovande kandidater för att förbättra solskyddet i kosmetika, och erbjuder överlägsna UV-blockerande egenskaper jämfört med lösliga ligninoligomerer. Effekterna av de kemiska strukturerna av att utgöra ligninoligomerer i LNP och partikelstorleksfördelningen av LNP behöver dock undersökas ytterligare. Dessutom var råvarorna som användes i dessa verk huvudsakligen tekniskt lignin, vars strukturer förändrades avsevärt under utvinningsprocessen, vilket gjorde dem olämpliga för att studera den strukturella effekten av UV-blockering.
I en studie publicerad i Carbon Resources Conversion , undersökte en grupp forskare från Kina interaktionerna mellan LNP:s kemiska strukturer och partikelstorleksfördelningar, och belyser nyckelfaktorer som påverkar deras effektivitet när det gäller att öka solskyddsfaktorerna (SPF) i solskyddsmedel.
"Vid beredning till nanopartiklar kan lignin synergistiskt förstärka UV-skyddseffekten av kompositmaterial när det kombineras med andra anti-UV-medel, såsom kommersiella solskyddsmedel", förklarar medkorrespondent författare Zhicheng Jiang från College of Biomass Science and Engineering vid Sichuan University .
"När de införlivas med LNP i solskyddsmedel, uppvisar de olika morfologier och utövar distinkta UV-blockerande kapacitet; modulering av denna UV-avskärmningskapacitet är dock inte enkel, eftersom det involverar olika faktorer inklusive struktur, partikelstorlek och koncentration, som bland annat påverkar avskärmningen prestanda för de blandade solskyddsformuleringarna efter inkorporering av LNP."
Forskarna fann att kompakta LNP med konjugerande C=O- och β-O-4-kopplingar, såväl som närvaron av syringylenheten rik på metoxylgruppen i strukturerna, var fördelaktiga för att öka UV-beständigheten hos solskydden.
"I solskyddsmedelsformuleringar resulterar den samtidiga inkluderingen av stora och små LNP i ett tillstånd av störning, vilket gör att vissa partiklar kan fylla luckorna mellan dem och intilliggande partiklar, vilket leder till en mer kompakt LNP-sköld", säger Jiang. "Därför förbättrar detta blandningens UV-blockerande förmåga, vilket gör den betydligt högre än solskyddsmedel som innehåller LNP med en enhetlig storleksfördelning vid samma koncentration."
Tianyu Liang, huvudförfattare till studien, tillägger:"Tidigare var det en skrämmande uppgift att utforska UV-skyddsmekanismen för LNP:er och medvetet reglera dem. Detta tyder på att vi nu kan identifiera effektiva metoder för att avsiktligt modifiera deras UV-blockerande kapacitet, antingen genom att ändra den kemiska strukturen hos LNP eller reglera fördelningen av LNP-partikelstorlekar."
"Dessutom tyder studien på att LNP är lovande som naturligt baserade material för UV-skydd i solskyddsmedel och andra kosmetiska applikationer."
Mer information: Tianyu Liang et al, New Insights in Greener Skin Healthcare Protection:Lignin-nanopartiklar som tillsatser för att utveckla naturligt baserade solskyddsmedel med högt UV-skydd, Carbon Resources Conversion (2024). DOI:10.1016/j.crcon.2024.100227
Tillhandahålls av KeAi Communications Co.
