Tilpasset polymer giver plantebaseret beskyttelse mod solens skadelige stråler

Lignin, den naturlige polymer, der giver træstammer deres styrke, kunne være kilden til et nyt udvalg af hudplejeprodukter, tyder ny forskning på.

Ligninpolymeren bidrager til planters fysiske stivhed, og absorberer også UV-stråler, hjælper med at beskytte plantens mere sarte cellulosestrukturer mod solskader. Forskere ved A*STAR har fundet en måde at lave kortkædede lignin-lignende strukturer, der bevarer modermolekylets UV-blokerende evne, men kan nemmere inkorporeres i solcremer og andre hudprodukter.

Selvom lignin i sig selv er en lettilgængelig vedvarende ressource, den naturlige polymers anvendelse i præstationsmaterialer og produkter til personlig pleje er begrænset af to nøglefaktorer, forklarer Balamurugan Ramalingam fra A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences, der ledede det nuværende arbejde. Naturlige ligninpolymerer med høj molekylvægt er i sagens natur uopløselige i almindelige opløsningsmidler, og spredes dårligt i blandinger af andre materialer, gør det svært at arbejde med.

Ligninpolymeren kan nedbrydes til dens komponent små molekyle monomerer for at forbedre bearbejdeligheden, men dette fjerner naturlig lignins UV-absorberende egenskaber. Ramalingam og hans kolleger havde mistanke om, at det søde sted at lave UV-blokkere kunne være at danne ligninlignende 'oligomerer', kortkædede strukturer snarere end de langkædede polymerer af naturligt lignin.

Holdet viste, at de kunne danne lignin-lignende oligomerer enten ved kemisk at bryde naturligt lignin i mindre stykker, eller ved at binde ligninmonomerer til korte kæder. Tests bekræftede, at de ligninlignende oligomerer tilbød det bedste fra begge verdener, kombinerer god opløselighed og dispersion med nyttige solcreme egenskaber. "Vi var især glade for den bredere UV-blokerende evne og højere molære absorptionsevne udvist af oligomererne sammenlignet med de respektive monomerer, " siger Ramalingam. Oligomerernes UV-blokerende evne så også ud til at være robust og langtidsholdbar i accelererede UV-forvitringstests.

De lignin-lignende oligomerer har flere potentielle fordele i forhold til eksisterende små molekyle UV-blokkere, der bruges til at stabilisere plast og i solcremer, Ramalingam siger. "I modsætning til syntetiske UV-stabilisatorer med små molekyler, de nuværende ligninlignende oligomerer er bio-afledte og formodentlig ikke-toksiske, " siger han. Da oligomerer er fysisk større strukturer end UV-blokkere med små molekyler, de er også mindre tilbøjelige til at udvaske plastik til miljøet, eller trænge ind i huden, når det bruges i solcremer.

"Vi er i øjeblikket ved at vurdere muligheden for at inkorporere ligninlignende oligomerer i kommercielle solcremer, mod at udvikle naturinspirerede produkter til personlig pleje, " siger Ramalingam.