Toen Mingjun Zhang zijn zoon in de tuin zag spelen, hij werd geraakt met een brandende vraag:"Waarom klampt de klimop in zijn achtertuin zich zo stevig vast aan het hek?"

Die simpele vraag heeft geleid tot een baanbrekende ontdekking dat de kleine deeltjes die worden uitgescheiden door klimopwortels kunnen worden gebruikt in veel baanbrekende toepassingen in items zoals militaire technologieën, medische kleefstoffen en medicijnafgifte, en, meest recent, zonnebrandcrème.

Zhang, een universitair hoofddocent biomedische technologie aan de Universiteit van Tennessee, Knoxville, samen met zijn onderzoeksteam en medewerkers, heeft ontdekt dat nanodeeltjes van klimop de huid minstens vier keer beter kunnen beschermen tegen UV-straling dan de op metaal gebaseerde sunblocks die tegenwoordig in de winkelrekken te vinden zijn.

"De ontdekking van de toepassing van klimop nanodeeltjes op zonnebrandcrème werd veroorzaakt door een reële behoefte. Tijdens het horen van een lezing op een conferentie over toxiciteitsproblemen bij het gebruik van op metaal gebaseerde nanodeeltjes in zonnebrandcrème, Ik vroeg me af, 'Waarom probeer je niet natuurlijk voorkomende organische nanodeeltjes?'", zei Zhang.

Zhang speculeerde dat de verborgen kracht van het groen lag in een geelachtig materiaal dat door de klimop werd afgescheiden voor oppervlakteklimmen. Hij plaatste dit materiaal op een siliciumwafel en onderzocht het onder een atoomkrachtmicroscoop en was verrast door wat ze vonden -- veel nanodeeltjes, kleine deeltjes 1, 000 keer dunner dan de diameter van een mensenhaar. De eigenschappen van deze kleine stukjes zorgen ervoor dat de wijnstokbladeren bijna 2 miljoen keer meer kunnen vasthouden dan hun gewicht. Het heeft ook het vermogen om licht op te nemen en te verspreiden dat een integraal onderdeel is van zonnebrandmiddelen.

"Nanodeeltjes vertonen unieke fysische en chemische eigenschappen dankzij de grote oppervlakte-tot-volumeverhouding waardoor ze licht kunnen absorberen en verstrooien, "Zei Zhang. "Titaniumdioxide en zinkoxide worden momenteel om dezelfde reden gebruikt voor zonnebrandcrème, maar de klimop nanodeeltjes zijn meer uniform dan de op metaal gebaseerde nanodeeltjes, en hebben unieke materiaaleigenschappen, die kunnen helpen om de absorptie en verstrooiing van licht te verbeteren, en dienen beter als een zonneblokker."

De studie van het team geeft aan dat klimop nanodeeltjes het uitsterven van ultraviolet licht minstens vier keer beter kunnen verbeteren dan zijn metalen tegenhangers. Verder, de op metaal gebaseerde zonnefilters die tegenwoordig worden gebruikt, kunnen gezondheidsrisico's opleveren. Zhang merkt op dat sommige onderzoeken hebben aangetoond dat de kleinschalige metaaloxiden in zonnebrandcrème in organen zoals de lever of de hersenen kunnen terechtkomen.

Ivy nanodeeltjes, anderzijds, vertonen een betere biocompatibiliteit met mens en milieu. De onderzoeken van het team geven aan dat de klimop nanodeeltjes minder toxisch waren voor zoogdiercellen, een beperkt vermogen hebben om door de menselijke huid te dringen, en zijn gemakkelijk biologisch afbreekbaar.

"In het algemeen, het is geen goed idee om meer op metaal gebaseerde nanodeeltjes te hebben voor cosmetische toepassingen. Ze zijn een grote zorg voor het milieu. Natuurlijk voorkomende nanodeeltjes afkomstig van planten lijken een betere keuze, vooral omdat is aangetoond dat ze minder toxisch en gemakkelijk biologisch afbreekbaar zijn, ' zei Zhang.

Zonnebrandmiddelen gemaakt met klimop-nanodeeltjes hoeven mogelijk niet opnieuw te worden aangebracht na het zwemmen. Dat komt omdat de nanodeeltjes van de plant een beetje meer klevend zijn, zodat zonnebrandmiddelen die ermee zijn gemaakt misschien niet zo gemakkelijk afwassen als traditionele zonnebrandmiddelen. En terwijl zonnebrandmiddelen gemaakt met op metaal gebaseerde nanodeeltjes de huid een witte tint geven, zonnebrandmiddelen gemaakt met klimop nanodeeltjes zijn vrijwel onzichtbaar wanneer ze op de huid worden aangebracht.