Κάθε χρόνο εκτιμάται ότι 6.000 έως 14.000 τόνοι κοινού αντηλιακού που κυκλοφορεί στο εμπόριο καταλήγουν στον ωκεανό με τους ανθρώπους που κολυμπούν και ξεπλένονται στη θάλασσα ή με τα λύματα.
Όταν οι ερευνητές εξέθεσαν κοράλλια σε εμπορικά αντηλιακά μέσα στο εργαστήριο, αυτά προκάλεσαν τη λεύκανση των κοραλλιών μέσα σε δύο μόλις ημέρες, οδηγώντας τα σε θάνατο μέχρι την έκτη ημέρα. Αντίθετα, το αντηλιακό με βάση τη γύρη που δημιούργησαν δεν τα επηρέασε καθόλου και μάλιστα τα κοράλλια παρέμειναν υγιή ακόμη και έως και 60 ημέρες.
Σε άλλα πειράματα το νέο αυτό αντηλιακό απορρόφησε και μπλόκαρε τις βλαβερές υπεριώδεις ακτίνες (UV) τόσο αποτελεσματικά όσο τα εμπορικά διαθέσιμα αντηλιακά, τα οποία συνήθως χρησιμοποιούν μέταλλα όπως το διοξείδιο του τιτανίου (TiO₂) και το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO).
Σε δοκιμές με προσομοιωτή ηλιακής ακτινοβολίας το αντηλιακό με βάση τη γύρη απέδειξε επίσης την ικανότητά του να μειώνει τη θερμοκρασία της επιφάνειας του δέρματος, βοηθώντας το να διατηρείται δροσερό.
«Γνωρίζουμε ότι η γύρη είναι φυσικά ανθεκτική στην υπεριώδη ακτινοβολία, καθώς το περίβλημά της πρέπει να προστατεύει το εσωτερικό της από τις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του ηλιακού φωτός. Η έρευνά μας είχε ως στόχο να αναπτύξει έναν τρόπο επεξεργασίας των κόκκων γύρης σε μορφή πηκτώματος (τζελ), ώστε να μπορούν να εφαρμόζονται εύκολα στο ανθρώπινο δέρμα», εξήγησε σε δελτίο τύπου ο καθηγητής Cho Nam-Joon, επικεφαλής της μελέτης και Διευθυντής Εμβληματικών Προγραμμάτων του NTU.
«Θέλαμε να αναπτύξουμε ένα οικονομικά προσιτό και αποτελεσματικό φυσικό αντηλιακό που δεν είναι αλλεργιογόνο για τον άνθρωπο και φιλικό προς το περιβάλλον. Εδώ είναι που το NTU αξιοποίησε την βαθιά μας εμπειρία στην επιστήμη και τη μηχανική υλικών για να αναπτύξει μια βιώσιμη λύση στον πραγματικό κόσμο που έχει αντίκτυπο τόσο στην ανθρωπότητα όσο και στη Γη», πρόσθεσε.
Η μελέτη αποτελεί μέρος της προσπάθειας του NTU για βιωσιμότητα, έναν από τους βασικούς ερευνητικούς πυλώνες του Πανεπιστημίου που στοχεύει στην ανάπτυξη λύσεων στον πραγματικό κόσμο με περιβαλλοντικό αντίκτυπο.
Η Σχολή Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών του NTU, όπου διεξήχθη η έρευνα, κατατάσσεται επί του παρόντος στη 2η θέση παγκοσμίως μετά το MIT και στην 1η θέση στην Ασία στην Παγκόσμια Κατάταξη Πανεπιστημίων το 2025.
Οφέλη από το αντηλιακό
Τα αντηλιακά έχουν σχεδιαστεί για να απορροφούν ή να αντανακλούν τις ακτίνες UV μακριά από το δέρμα, καθώς η παρατεταμένη έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει δερματικά προβλήματα όπως ηλιακά εγκαύματα και καρκίνο του δέρματος. Ωστόσο, πολλές χημικές ουσίες των αντηλιακών του εμπορίου είναι επιβλαβείς για τη θαλάσσια ζωή, ιδιαίτερα για τα κοράλλια.
Αντίθετα, οι κόκκοι γύρης περιβάλλονται από μια ουσία που ονομάζεται sporopollenin (σποροπολενίνη) - ένα από τα πιο ανθεκτικά φυσικά βιοπολυμερή - η οποία προστατεύει το γενετικό υλικό κατά τη μεταφορά. Η γύρη είναι τόσο ανθεκτική εξαιτίας της που έχει βρεθεί σε απολιθώματα εκατομμυρίων ετών.
Credit: NTU Singapore
Χρησιμοποιώντας μια πατενταρισμένη διαδικασία με βάση το νερό που δεν περιλαμβάνει σκληρές χημικές ουσίες ή υψηλή θερμότητα, η ομάδα του καθηγητή Cho επεξεργάστηκε τόσο τη γύρη της καμέλιας όσο και του ηλίανθου, αφαιρώντας το εσωτερικό περιεχόμενο των κόκκων της και μετατρέποντάς το περίβλημα σε μια σύνθεση μικροτζελ, παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται στα προϊόντα περιποίησης της επιδερμίδας. Στην εφαρμογή του αυτό το στρώμα μικροτζελ έχει πάχος όσο το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας και είναι αόρατο δια γυμνού οφθαλμού.
Σε πειράματα σε ζώα που διεξήχθησαν από συνεργάτες του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ, αποδείχθηκε ότι τα μικροπηκτώματα γύρης τόσο της καμέλιας όσο και του ηλίανθου μπλόκαραν αποτελεσματικά τις ακτίνες UV και μείωσαν τη βλάβη και τη φλεγμονή των κυττάρων του δέρματος, με τη γύρη της καμέλιας να έχει καλύτερη απόδοση στις συγκριτικές δοκιμές τους.
Σε σύγκριση με ένα εμπορικό αντηλιακό που περιέχει χημικά και ανόργανα φίλτρα, και οι δύο μικρογέλες με βάση τη γύρη επέδειξαν συγκρίσιμη, αν όχι ανώτερη, προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία. Σε δοκιμές που προσομοίωσαν την έκθεση στο ηλιακό φως, διαπιστώθηκε ότι το μικροτζέλ γύρης της καμέλιας ρυθμίζει τη θερμοκρασία του δέρματος πιο αποτελεσματικά από τα εμπορικά αντηλιακά, διατηρώντας τη κατά 5 βαθμούς Κελσίου χαμηλότερη για 20 λεπτά.
Αυτό το φαινόμενο ψύξης αποδίδεται στις φυσικές ιδιότητες της γύρης, οι οποίες απορροφούν λιγότερη ενέργεια στο ορατό έως το εγγύς υπέρυθρο φάσμα – τα μήκη κύματος που ευθύνονται σε μεγάλο βαθμό για την παραγωγή θερμότητας.
Το αντηλιακό που προέρχεται από γύρη δοκιμάστηκε ώστε να έχει δείκτη ηλιακής προστασίας (SPF) περίπου 30, που σημαίνει ότι μπλοκάρει περίπου το 97% των ακτίνων UV. Επίσης δεν προκαλούν αλλεργίες όλα τα είδη γύρης και η γύρη της καμέλιας θεωρείται γενικά μη αλλεργιογόνα.
Πολλές εργαστηριακές μελέτες έχουν δείξει ότι ορισμένες αντηλιακές ενώσεις μπορούν να βλάψουν τα κοράλλια. Ωστόσο, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια η βλάβη που προκαλεί κάθε παράγοντας σε πολύπλοκα θαλάσσια οικοσυστήματα, επομένως κάθε προσπάθεια μείωσης της χημικής ρύπανσης είναι ευπρόσδεκτη. Αυτό το αντηλιακό με βάση τη γύρη είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς την προστασία τόσο της ανθρώπινης υγείας όσο και της θαλάσσιας ζωής.
Η καινοτομία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Functional Materials .
