Химики СПбГУ разработали мультифункциональные материалы для косметических средств
Машины и Механизмы –
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета создали гипоаллергенные наночастицы, которые можно использовать одновременно как красители, солнцезащитные и омолаживающие компоненты для производства косметики. Продукция на основе наночастиц подойдет большинству людей, а мультифункциональность соединений позволит производителям сэкономить на дополнительных ингредиентах.
Фото: пресс-служба СПбГУ
В последние несколько лет отечественные компании завоевывают рынок косметики в России. Так, по данным Shoppers Media, только в прошлом году появилось 600 новых российских фабричных марок, а доля всех отечественных линеек на национальном рынке доросла до 40%. Химики СПбГУ помогут российским косметическим фирмам улучшить качество и снизить себестоимость продукции. Ученые разработали мультифункциональные наночастицы, которые заменят сразу четыре ингредиента для производства косметики.
Наночастицы состоят из гидроксиапатита. Он является природным компонентом и входит в состав костей и зубов человека. «Поскольку гидроксиапатит — часть нас самих, то хорошо воспринимается кожей и крайне редко вызывает неблагоприятные реакции», — отмечает Дмитрий Ткаченко, лаборант-исследователь СПбГУ (кафедра общей и неорганической химии), обучающийся второго года магистратуры по направлению «Химия».
По словам ученого, гидроксиапатит активизирует выработку собственного коллагена, защищает кожу от ультрафиолетового излучения, а в форме наночастиц размером от 3 до 100 нм дополнительно работает как стабилизатор, то есть обеспечивает однородность консистенции в кремообразных продуктах. Также наночастицы гидроксиапатита можно окрасить в разные цвета и использовать как безопасный краситель.
Так, например, сегодня для того, чтобы придать оттенок косметическому продукту, используют органические красящие соединения. Средства с ними в составе подходят не всем людям и способны вызывать аллергическую реакцию и провоцировать обострение кожных заболеваний. Органические красители можно заменить на разработанные учеными СПбГУ наночастицы гидроксиапатита. Поскольку они родственны организму человека, мала вероятность того, что они спровоцируют кожное воспаление.
К тому же наноматериалам возможно придать оттенок. «Изначально гидроксиапатит белый. Но если в его структуру добавить ионы металлов (допанты), мы создадим разные цвета. При этом, если изменять условия синтеза, получится огромная палитра», — подчеркивает Ольга Михайловна Осмоловская, доцент СПбГУ (кафедра общей и неорганической химии), руководитель научной группы «Синтез и исследование наночастиц и наноструктурированных материалов». Для придания цвета нужно небольшое количество металла, поэтому окрашенные наночастицы не навредят организму. Ученые СПбГУ подтвердили это экспериментально.
Как было отмечено ранее, гидроксиапатит стимулирует выработку организмом собственного коллагена и повышает эластичность кожи. В косметологии гидроксиапатит уже используют и вводят подкожно. Наночастицы, разработанные химиками СПбГУ, намного меньшего размера, чем применяемые сегодня. За счет этого они глубже проникают в кожу и оказывают более видимый эффект.
Созданные исследователями СПбГУ наноматериалы также способны защищать от ультрафиолета. Сегодня в косметике с этой целью используют физические и химические фильтры. Физические придают коже бледный оттенок, химические фильтры делают ее желтоватой. Уровень защиты обоих типов фильтров сопоставим.
«Наночастицы гидроксиапатита не меняют тон кожи и также хорошо спасают от солнечных лучей, — отмечает Ольга Осмоловская. — SPF‑средства с ними в составе можно сделать с уровнем защиты как 30, так и 50: все будет зависеть от количества наночастиц в продукте».
По словам Дмитрия Ткаченко, наночастицы гидроксиапатита можно также использовать вместо поверхностно-активных веществ (ПАВ). «Дело в том, что кремообразные косметические средства — эмульсии, то есть смесь масла и воды. Известно, что они не смешиваются друг с другом, поэтому, чтобы избежать расслоения продукта, добавляют ПАВ. Они обволакивают капельки масла в воде и выступают прослойкой между масляной и водной фазами, за счет чего консистенция становится однородной, — говорит ученый. — Поверхностно-активные вещества хорошо справляются со своей задачей, но имеют недостаток: косметические продукты с ними в составе могут сушить и раздражать кожу». Наночастицы гидроксиапатита работают по тому же принципу, что и ПАВ, но они биологически совместимы с тканями человека, поэтому не вызывают кожных реакций.
Таким образом, разработанные учеными СПбГУ вещества обладают сразу четырьмя полезными свойствами. За это их можно назвать уникальными, так как подобных мультифункциональных соединений сегодня нет. Как рассказала Ольга Осмоловская, исследователи создали легко воспроизводимый и масштабируемый метод синтеза наночастиц гидроксиапатита. Все исходные продукты и оборудование для него есть на российском рынке. Поэтому производство наночастиц не будет зависеть от зарубежных поставок и его можно будет полностью организовать на территории России.
Важно, что наночастицами гидроксиапатита получится заменить сразу несколько ингредиентов и производителям не придется тратить деньги на дополнительные компоненты. В результате цена средства для конечного потребителя может снизиться.