Новые открытия в защите от UV-лучей

Молекула, которая защищает растения от повреждения ультрафиолетовым (УФ) светом, может стать основой новых долговечных солнцезащитных продуктов для людей благодаря своей способности поглощать излучение и эффективно преобразовывать его в тепло без разрушения.

В статье, опубликованной в Nature Communications , исследователи подробно рассказали о том, как они исследовали молекулу - диэтилсинапат - близкую имитацию к молекуле, обычно находящейся в листьях растений, которая защищает их от передержки ультрафиолета.

Исследователи сначала подвергли молекулу воздействию ряда различных растворителей, чтобы определить, оказало ли это какое-либо влияние на ее (главным образом) поглощающее свет поведение. Затем они депонировали образец молекулы на промышленном стандартном имитаторе кожи человека - VITRO-CORNEUM - где он был облучен ультрафиолетовыми лучами различной длины. Затем они использовали ультрабыструю спектроскопию для получения изображений молекулы с чрезвычайно высокой скоростью, чтобы наблюдать, что происходит с энергией света после его поглощения - в течение триллионных долей секунды. Другие методы также использовались для установления долгосрочных - на многие часы - свойств диэтилсинапата, таких как активность эндокринных нарушений и антиоксидантный потенциал.

Старший соавтор, профессор Василиос Ставрос из химического университета Уорика, сказал в пресс-релизе «Действительно хороший солнцезащитный крем поглощает свет и превращает его в безвредное тепло. Плохой солнцезащитный крем - это такой, который поглощает свет, а затем, например, разрушает, потенциально вызывая другие химические вещества, которые вам не нужны. Диэтилсинапат генерирует много тепла, и это действительно важно».

Под воздействием ультрафиолета молекула поглощает его и переходит в возбужденное состояние, но затем эту энергию необходимо каким-то образом утилизировать. Команда исследователей заметила, что это своего рода молекулярный «танец» длиной всего 10 пикосекунд, складывающийся и скручивающийся. Это заставляет его возвращаться в свое первоначальное основное состояние и преобразовывать эту энергию в вибрационную энергию или тепло.

Именно этот «танец» дает молекуле ее длительные качества. Когда ученые подвергли бомбардировке молекулу ультрафиолетовым излучением, они обнаружили, что она разлагалась всего на 3% в течение двух часов, тогда как в промышленности требовалось 30% (для ингредиентов, блокирующих УФ-излучение в солнцезащитном креме).

Доктор Майкл Хорбери сказал в релизе: «Мы показали, что, изучая молекулярный танец в такой короткий промежуток времени, масштаб, информация, которую вы получаете, может иметь огромное влияние на то, как вы будете разрабатывать будущие солнцезащитные кремы».

Дальнейшие исследования будут включать тестирование диэтилсинапата на коже человека и его сочетание с другими ингредиентами, обычно встречающимися в солнцезащитных средствах.

Источник: https://warwick.ac.uk/newsandevents/pressreleases/flamenco_dancing_molecule