Солнцезащитный крем спасает жизнь человеку, но нельзя сказать того же о его воздействии на кораллы. Ежегодно в океаны попадает от 6660 до 15 400 тонн коммерческого солнцезащитного крема. Лабораторные исследования показывают, что концентрированное воздействие некоторых ингредиентов солнцезащитных кремов может вызвать обесцвечивание кораллов уже через два дня, а в некоторых случаях — даже привести к гибели колонии менее чем за неделю.
Чтобы решить эту проблему, учёные-материаловеды из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали новый рецепт солнцезащитного крема, который щадит океанические микроорганизмы. Согласно их исследованию, недавно опубликованному в журнале Advanced Functional Materials, секретным компонентом является цветочная пыльца.
Солнцезащитный крем поглощает или отражает ультрафиолетовое (УФ) излучение, защищая кожу. Без него высокоэнергетические солнечные лучи могут вызвать в лучшем случае болезненные солнечные ожоги, а длительное воздействие значительно увеличивает вероятность развития рака кожи. Однако защитные компоненты смываются с тела в течение дня, особенно при купании, если крем не обновлять. Хотя и в разбавленном виде, химические вещества попадают в океан, где могут нанести серьёзный вред коралловым популяциям и без того находящимся под угрозой экосистемам.
Однако в природе существуют естественные средства защиты от УФ-излучения. Пыльца эволюционировала так, что имеет устойчивые к УФ-излучению оболочки, защищающие её содержимое от повреждений. Эти покрытия состоят из спорополленина, одного из самых прочных биополимеров, известных в природе. Спорополленин настолько прочен, что его обнаруживают в окаменелостях, возраст которых составляет миллионы лет.
«Мы знаем, что пыльца от природы устойчива к УФ-излучению, поскольку её оболочке необходимо защищать внутреннее содержимое от суровых условий окружающей среды, включая солнечный свет», — говорится в заявлении Чо Нам-Джуна. «Наша цель состояла в том, чтобы разработать способ переработки пыльцы в гелеобразную форму, удобную для нанесения на кожу человека».
Для создания альтернативного солнцезащитного крема Чо и его коллеги использовали новый метод экстракции. Вместо того чтобы использовать высокую температуру и агрессивные химические вещества для отделения содержимого пыльцы камелии (Camellia sinensis) и подсолнечника (Helianthus annuus) от их оболочек, команда использовала более мягкий процесс на водной основе. После экстракции все остатки оболочек объединили в микрогель, похожий на многие стандартные средства по уходу за кожей.
Лабораторные испытания показали, что даже прозрачный слой новых лосьонов толщиной в микрон эффективно блокирует УФ-излучение. Оба варианта имели фактор защиты от солнца (SPF) около 30, минимизируя при этом повреждение клеток кожи и воспаление. Камелия показала несколько лучшие результаты. А поскольку камелия самоопыляется, растение широко считается не вызывающим аллергии.
Прототип экологичного солнцезащитного крема также может охлаждать кожу. Пыльца естественным образом поглощает меньше энергии в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного спектра, которые в основном отвечают за выработку тепла. Отражая больше энергии, микрогель из камелии регулирует температуру кожи, снижая её примерно на 9 градусов по Фаренгейту в течение примерно 20 минут.
«Мы хотели разработать доступный и эффективный натуральный солнцезащитный крем, который не вызывал бы аллергии у людей и был бы экологически чистым», — сказал Чо, добавив, что эти и подобные альтернативные продукты предлагают «устойчивое решение для реального мира, которое оказывает влияние как на человечество, так и на Землю».