Obwohl mineralische Sonnenschutzmittel von vielen wegen ihres hautfreundlichen UV-Schutzes bevorzugt werden, stehen sie schon lange in der Kritik, dass sie einen auffälligen Weißstich auf der Haut hinterlassen. Eine neue, in ACS Materials Letters veröffentlichte Studie enthüllt eine mögliche Lösung: die Umformung von Zinkoxid-Nanopartikeln in eine vierarmige „Tetrapoden“-Struktur. Diese Innovation verbessert nicht nur das ästhetische Erlebnis mineralischer Sonnenschutzmittel, sondern geht auch auf Stabilitätsprobleme ein, mit denen Formulierungen in der Vergangenheit zu kämpfen hatten.
Das Problem mit herkömmlichen mineralischen Sonnenschutzmitteln
Zinkoxid, der Wirkstoff in mineralischen Sonnenschutzmitteln, blockiert wirksam schädliche ultraviolette (UV) Strahlung, eine der häufigsten vermeidbaren Ursachen für Hautkrebs. Im Gegensatz zu chemischen Sonnenschutzmitteln, die von der Haut aufgenommen werden, sitzen mineralische Formeln auf der Haut und bilden eine physikalische Barriere. Aufgrund der kreidigen Beschaffenheit von Zinkoxid kann es jedoch in der Suspension zu Verklumpungen kommen, wodurch sichtbare Streifen und ein unerwünschtes weißes Erscheinungsbild entstehen. Dies ist einer der Hauptgründe, warum viele Menschen, insbesondere Menschen mit dunklerem Hautton, ganz auf mineralische Sonnenschutzmittel verzichten.
Abgesehen von der Ästhetik verkürzen diese Klumpen auch die Haltbarkeit und erschweren es den Herstellern, eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten. Chemische Sonnenschutzmittel sind zwar leichter zu stabilisieren, auch wenn sie andere Aspekte haben.
Die Tetrapod-Lösung
Forscher der UCLA unter der Leitung des Doktoranden Ajoa Addae fanden heraus, dass eine Änderung der Form von Zinkoxid-Nanopartikeln diese Probleme mildern könnte. Mithilfe eines Prozesses namens „Flammensynthese“ erzeugten sie tetrapodenförmige Partikel – vierarmige Strukturen, die einer Verklumpung widerstehen.
„Aufgrund ihrer Struktur haben diese tetrapodenförmigen Partikel Abstandshalter und bilden poröse Netzwerke, anstatt zu Klumpen zusammenzufallen“, erklärt Addae. Dies verhindert die Bildung sichtbarer Streifen und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung innerhalb der Sonnencreme.
Leistung und Stabilität
Entscheidend ist, dass die neue Form den UV-Schutz nicht beeinträchtigt. Die Tetrapod-Formulierung erreichte einen Sonnenschutzfaktor (LSF) von 30, den Standard für mineralische Sonnenschutzmittel, und blockiert wirksam sowohl UVA- als auch UVB-Strahlen. Darüber hinaus haben Stabilitätstests gezeigt, dass die neue Mischung im Vergleich zu herkömmlichen kugelförmigen Partikeln im Laufe der Zeit weniger zur Trennung oder Verdickung neigt. Dies bedeutet eine länger anhaltende Leistung für die Verbraucher.
Ein Fokus auf Benutzererfahrung
Die Forschung wurde durch reale Bedenken vorangetrieben. Addae selbst hatte mit dem Weißstich und den ästhetischen Problemen mineralischer Sonnenschutzmittel zu kämpfen, was sie zu der Studie veranlasste. Die Tetrapodenstruktur streut sichtbares Licht unterschiedlich und erzeugt einen wärmeren Farbton, der für eine breitere Palette von Hauttönen besser geeignet ist.
„Als ich es auf meine eigene Haut auftrug, bekam ich nicht den weißen Schimmer, den ich normalerweise bei Zinkoxid sehe“, erklärte Addae. „Das war der Moment, in dem mir klar wurde, dass das wirklich funktionieren könnte.“
Zukünftige Schritte
Die Tetrapoden-Nanopartikel sind zwar vielversprechend, erfordern jedoch vor einer breiten Anwendung noch gründliche Sicherheitstests für Mensch und Umwelt. Auch die kosteneffiziente Skalierung der Produktion ist eine zentrale Herausforderung. Branchenexperten wie Kyra Sedransk Campbell, CEO von Kingston Street Consulting, sehen jedoch erhebliches Potenzial.
Der anwendungsorientierte Fokus dieser Forschung ist „wirklich spannend“ und hat das Potenzial, echte Auswirkungen zu erzielen.
Diese Innovation könnte den Markt für mineralische Sonnenschutzmittel umgestalten, sie für eine breitere Verbraucherbasis zugänglicher und attraktiver machen und gleichzeitig einen wirksamen UV-Schutz gewährleisten.
