O Desafio

A nossa pele é o revestimento exterior suave do nosso corpo, o maior órgão do sistema tegumentar - por assim dizer, é o maior entre o grupo de órgãos designados para proteger o nosso corpo de várias formas de danos. Serve como almofada, protector de tecidos mais profundos, perda de água (desidratação), regulação da temperatura e resíduos de excrementos. Tal como o telhado de uma casa, é o abrigo do nosso corpo. Assim, enquanto a pele nos protege no interior, o que protege é no exterior? Um dos efeitos mais passivos, mas com risco de vida que experimentamos diariamente, é a exposição à radiação ionizante do sol, tais como os raios ultravioleta (UV). Se a nossa pele for danificada, perde a sua capacidade de desempenhar eficazmente as suas funções, e torna-se susceptível a infecções e doenças como o cancro. 

O desafio consiste em conseguir uma protecção adequada da pele em produtos cosméticos e de cuidado da pele, de uma forma eficaz e razoavelmente segura para os seres humanos, sem constituir uma ameaça para o equilíbrio da vida marinha e para o ambiente em geral. 

A Biomimética NANOARC oferece soluções para resolver este problema.

O que é que inspira o nosso melhoramento?

Na natureza, alguns organismos são mais resistentes a ambientes agressivos do que outros. Alguns sobrevivem mesmo dentro do calor dos vulcões ou da dura radiação do espaço. Ao estudar a sua estrutura corporal, torna-se claro que a sua resistência a ambientes agressivos não se deve necessariamente a uma diferença na composição química, mas sim a uma modificação na disposição atómica (ou seja, na arquitectura atómica) dentro da sua pele protectora. O mesmo é visto na forma como a natureza modifica a disposição atómica dos átomos de carbono, para produzir quer diamante quer grafite. Mesmo a pele do corpo humano tem diferentes níveis de resistência aos produtos químicos, sendo o couro cabeludo muito diferente do rosto, apesar de ambos estarem na cabeça. Os crustáceos e outras espécies marinhas sobrevivem ao ambiente agressivo e corrosivo do oceano, com nada mais do que uma camada exterior ultra-fina de protecção. Na sua essência, a protecção não se trata de quantidade, mas sim da qualidade do material que protege os órgãos e a pele subjacentes de danos ou danos.

A nossa solução

Oferecemos materiais atomicamente modificados, pelo que os fabricantes beneficiam do elevado desempenho em sistemas de materiais quantum-confinados em doses baixas, onde tal funcionalidade não seria de outro modo alcançável em materiais regulares.

Essencialmente, modificámos a estrutura cristalina de materiais biocompatíveis conhecidos, para tornar as suas propriedades muito mais elevadas do que as normais ou comummente conhecidas.  Como tal, com os nossos materiais atomicamente modificados é possível utilizar muito abaixo da clássica dosagem de 20 - 25% em produtos relacionados. 

Porquê tão pouco?

A capacidade de absorção de UV e outras funções dos (nano)materiais com área superficial específica ultra-elevada aumentam significativamente à medida que as dimensões das (nano)partículas se tornam mais pequenas. Isto permite atingir objectivos de desempenho com menos (nano)material por unidade de área/volume.

OS ESSENCIAIS

À medida que o clima se torna, em média, mais quente em muitas partes do mundo, aumenta o risco de cancro da pele e diminui a resistência dos materiais à radiação UV.

O óxido de zinco (ZnO) é único entre os ingredientes de proteção solar porque é um bloqueador de UV de largo espetro. Oferece proteção contra os raios UVA, UVB e até UVC. O dióxido de titânio (TiO2) é outro ingrediente ativo mineral utilizado nos protectores solares. Embora proteja dos raios UVB, não é tão eficaz na proteção dos raios UVA como o ZnO.

Uma desvantagem aparente do ZnO e do TiO2 em macropartículas (a granel) é o facto de, nos protectores solares, serem visíveis na pele como uma camada opaca, o que faz com que os consumidores se mostrem relutantes em utilizar esses produtos.

A utilização da nanotecnologia em formulações de protectores solares aumenta a eficiência de bloqueio dos raios UV, permitindo diminuir a concentração de filtros UV na formulação. Mais precisamente, a utilização de materiais quânticos (< 20 nm em pelo menos uma dimensão), que têm uma área específica ultra-elevada (nano)partículas é significativamente benéfica, para uma maior eficácia na proteção contra os raios UV.

A razão é que a capacidade de absorção de UV e outras funções benéficas dos (nano)materiais (por exemplo, antimicrobiana, antifúngica, cicatrização de feridas, etc.) aumentam significativamente à medida que as dimensões das (nano)partículas se tornam mais pequenas. Isto permite atingir os objectivos de desempenho em produtos cosméticos de proteção solar, com menos (nano)material, por unidade de área/volume, oferecendo ao mesmo tempo uma proteção duradoura.

Em doses tão baixas e altamente eficazes, um filtro solar mineral com (nano)partículas de área superficial específica ultraelevada também é mais fácil de espalhar, reduzindo assim o efeito “branqueador”. Como as (nano)partículas de área superficial ultra-elevada de ZnO não dispersam a luz como as micropartículas convencionais, a cor branca desaparece e a loção solar resultante ainda bloqueia os raios UV, mas parece transparente quando aplicada na pele.

Embora o TiO2 na sua forma macro-particulada seja útil, na sua forma nano é cancerígeno. O ZnO, por outro lado, é seguro. O desafio continua a ser a apreensão de alguns consumidores em relação à utilização de produtos enriquecidos com nanopartículas, o que torna lenta a adoção de protectores solares com melhor desempenho.

A experiência da NANOARC na conceção de materiais quânticos foi investida aqui, para resolver esta questão. Oferecemos duas formas de ZnO, com área de superfície específica ultra-elevada, como se segue:

I. Óxido de Zinceno (ZnO bidimensional) Flocos atomicamente finos (não-nano) - 635.200 cm²/g

II. Nanopartículas (nano) de óxido de zinco (0-Dimensional) - 415.300 cm²/g

Para oferecer uma perspetiva sobre a nossa classificação, a área de superfície específica média do ZnO convencional é de 45.000 cm²/g e para o nano-ZnO comercial atual, esta média é de aproximadamente 100.000 cm²/g.

Com estes valores, as leis da física na natureza indicam que a área de superfície específica melhorada dos sistemas de materiais avançados NANOARC ZnO oferece aos fabricantes de protectores solares e de cuidados da pele uma oportunidade de conceber produtos com um desempenho superior, utilizando doses baixas e obtendo uma melhor dispersão e um resultado cosmético mais apreciável.

A propósito, é o nosso material não-nano ZnO (óxido de zinco) que oferece uma área de superfície específica elevada e, consequentemente, desempenho. Esta é a beleza da conceção do material e a vantagem para os fabricantes é a capacidade de satisfazer agora os clientes nano-sensíveis, com resultados mais elevados.