Einmal Sonnencreme in gesund und umweltfreundlich, bitte!
Das Thema Sonnencreme beschäftigt Prof. Dr. Dr. Goran Kaluderovic und Florian Dietrich (M.Eng.) von der Hochschule Merseburg im KAT-Projekt "BioSunBlocker". Viele, der im Handel erhältlichen Produkte sind weder gesund noch gut für die Umwelt. Den Blick auf die Inhaltstoffe wagen die Wenigsten. Welche Erkenntnisse und Erfolge gibt es bisher im KAT-Projekt "BioSunBlocker"? Ein Interview.
Auf ein Wort im KAT
Welches zentrale Problem oder welche Fragestellung steht im Mittelpunkt Ihres Forschungsprojekts und warum halten Sie dieses Thema gerade jetzt für besonders relevant?
Momentan kommerziell erhältliche UV-Blocker (Sonnenschutzmittel) basieren zum Großteil auf Titandioxid- oder Zinkoxid-Nanopartikeln, welche erwiesenermaßen umwelt- und gesundheitsschädlich sind. Ziel des KAT-Projektes „BioSunBlocker“ ist daher die Entwicklung umwelt- und gesundheitsschonender Alternativen auf Basis von Siliziumdioxid (SiO2) Nanopartikeln. Diese Substitution hat zum Schutz gefährdeter Arten wie z. B. Korallen eine besonders hohe Relevanz.
Gab es bei Ihrer bisherigen Arbeit bereits überraschende Erkenntnisse oder Aspekte, die in der Forschung bisher übersehen wurden?
Die Herstellung von SiO2-Nanopartikeln basiert auf der Arbeit von Werner Stöber aus den 1970er-Jahren. Wir stellten fest, dass sich die bisherige Forschung vor allem auf die Herstellung kleiner Partikelmengen fokussiert hat. So stellte uns die Herstellung größerer Mengen der Partikel insbesondere deren Separation von der Reaktionslösung – vor Herausforderungen. Die in der Literatur verwendeten Labor Separationsmethoden stießen dabei an ihre Grenzen.
Inwiefern kann Ihr Projekt dazu beitragen, aktuelle gesellschaftliche, technologische oder ökologische Herausforderungen zu lösen?
Die Herausforderung, die alle daran forschenden Chemiker sowie die Industrie derzeit besonders beschäftigt, ist der Wandel herkömmlicher Produkte hin zu mehr Nachhaltigkeit. Durch die Entwicklung umweltfreundlicher Alternativen im Bereich des UV-Schutzes kann unser KAT-Projekt zu dieser Umstellung beitragen und durch die Praxisnähe der Hochschule Merseburg wichtige Grundsteine für die Entwicklung eines industriell sowie ökonomisch tragfähigen Prozesses legen.
Was unterscheidet Ihren Forschungsansatz von bisherigen Studien – und was macht ihn besonders innovativ?
Der wesentliche Unterschied unserer Forschung zu bisherigen Studien liegt in der Idee, die hergestellten Nanopartikel durch Beladung und Funktionalisierung so zu modifizieren, dass ihre Absorptionsfähigkeit im UV-Bereich optimiert wird. Besonders die Beladung der Partikel mit regenerativen Ausgangsstoffen verdeutlicht den umwelt- und ressourcenschonenden Ansatz der angestrebten Optimierung.
Welche neuen Methoden oder Technologien setzen Sie ein, und welchen Mehrwert bringen diese für Ihre Forschung?
Neue Methoden und Technologien werden vorwiegend zur Analyse der hergestellten Nanopartikel eingesetzt. So ist die Bestimmung der Partikelgröße mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) entscheidend, um sowohl die Größe als auch die Form der Nanopartikel zu evaluieren. Ebenfalls ist die Aufnahme der Partikelgrößenverteilung der Nanopartikel in Lösung mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) von Bedeutung, um die Konformität der Partikelgröße der hergestellten Produkte zu bestätigen.
Welche konkreten Auswirkungen könnte Ihre Forschung auf den Alltag der Menschen, politische Entscheidungen oder wirtschaftliche Entwicklungen haben?
Die Zusammensetzung alltäglicher Produkte ist für viele Menschen momentan nicht von Interesse, wodurch auch potenziell schädliche Inhaltsstoffe oft bedenkenlos verwendet werden. Die Substitution von herkömmlichen UV-Blockern durch die im Projekt BioSunBlocker angestrebten Alternativen kann das Bewusstsein für Nachhaltigkeit in Alltagsprodukten steigern. Zudem kann die gute Verfügbarkeit von Silizium als Basismaterial eine ökonomisch attraktive Alternative zu herkömmlichen titan- oder zinkbasierten UV-Blockern darstellen.
Welche ersten Ergebnisse konnten Sie bereits erzielen – und welche spannenden Anschlussfragen haben sich dabei ergeben? Wie geht es jetzt weiter?
Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurde eine Versuchsreihe zur zielgenauen Herstellung der geforderten Partikelgröße der SiO2-Nanopartikel erfolgreich aufgestellt und somit ein reproduktiver Laborprozess erarbeitet. Dieser wurde in der Folge zur Herstellung größerer Mengen hochskaliert, wodurch sich vor allem Fragen zur Optimierung der Separation der Partikel in größeren Ansätzen ergeben haben. Momentan wird zudem der erarbeitete Laborprozess zur zusätzlichen Beladung der hergestellten Materialien mit umweltschonenden UV-Blockern weiterentwickelt.
Arbeiten Sie in Ihrem Projekt interdisziplinär? Wenn ja: Wer ist noch beteiligt – und was gewinnen Sie durch diesen Austausch?
Interdisziplinäre Zusammenarbeit findet vorwiegend innerhalb der Arbeitsgruppe von Prof. Goran Kaluderovic statt. Einige seiner Projektmitarbeiter beschäftigen sich ebenfalls mit der Herstellung metalloxidbasierter Nanopartikel. Der regelmäßige Austausch über ähnliche Prozesse sowie die gemeinsame Diskussion auftretender Probleme sind dabei besonders wertvoll.
Ansprechpersonen an der HoMe
Förderung
Das Projekt wird aus Mitteln der Europäischen Union finanziert.
