Rijd op een zonnige dag door de Universiteit van Tennessee in Knoxville, en misschien zie je een man langs de kant van de weg de Engelse klimop snoeien.

Mingjun Zhang is niet de tuinman. Hij is een biomedisch ingenieur aan de UT die de wijnstok oogst om een ​​nieuw soort zonnebrandcrème te maken. Hij hoopt de metaaldeeltjes in commerciële zonnefilters te vervangen door een organische, niet giftig alternatief.

"Klimop is een ongelooflijk nuttige plant, " zei Zhang, die in China is geboren, waar de plant een ingrediënt is in de traditionele geneeskunde.

Zhangs interesse in klimop begon een paar jaar geleden in zijn achtertuin, waar hij een simpele vraag stelde:hoe plakt het zo stevig aan het hek?

De vasthoudende kracht van de geheime klimop, Zhang ontdekte, is in zijn afscheidingen, die nanodeeltjes bevatten die duizend keer kleiner zijn dan een zandkorrel. Door de ongebruikelijke vorm van deze deeltjes kunnen ze een sterke binding vormen met de oppervlakken van hekken en muren.

Tijdens het bestuderen van de unieke vorm van deze deeltjes, Zhang ontdekte dat ze ook de ultraviolette stralen in zonlicht absorberen.

Commerciële zonnebrandmiddelen bevatten al metalen nanodeeltjes die UV-stralen blokkeren en beschermen tegen zonnebrand en huidkanker. Deze metaalverbindingen, zoals titaandioxide en zinkoxide, geven veel crèmes hun witte kleur.

Recente studies hebben de veiligheid van metalen nanodeeltjes in twijfel getrokken. Wanneer ze worden ingeademd of geconsumeerd - door werknemers in fabrieken - kunnen ze het risico op kanker verhogen, volgens een onderzoek aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, waaruit bleek dat het het DNA van muizen kan beschadigen.

Opkomende veiligheidsstudies hebben nog geen duidelijk bewijs gevonden van gevaar van metalen nanodeeltjes in zonnebrandlotions, Hoewel. Vooronderzoek uitgevoerd door onderzoekers van de Amerikaanse Food and Drug Administration, die varkens wekenlang met zonnebrandcrème inwreven, suggereerde dat de nanodeeltjes niet diep genoeg in de huid doordringen om schade aan te richten. Verdere toxiciteitsstudies zijn nog aan de gang.

Hoewel claims van risico nog steeds onzeker zijn, één ding is duidelijk:zonnebrandmiddelen die deze verbindingen bevatten, verminderen het risico op huidkanker, en zelfs de wetenschappers die mogelijke gezondheidseffecten bestuderen, bevelen ze aan.

"Met nieuwe tools kunnen we de gevolgen voor mens en milieu controleren van technologieën die decennia geleden zijn ontwikkeld, " zei Bob Volkeren, directeur van het Green Chemistry Institute van de American Chemical Society in Washington, D.C. "Ons doel is nu om de productie of het gebruik van gevaarlijke stoffen te verminderen of te elimineren."

Naarmate er meer tests worden uitgevoerd op de metaalverbindingen met nanogrootte, gebruikt in alles van verf tot vitamines, veel onderzoekers zoeken naar biologische alternatieven.

Zhang's klimop nanodeeltjes, een alternatief, hebben bewezen transparant te zijn, waterafstotend, en niet giftig voor levende cellen. Ze blokkeren UV-straling vier keer effectiever dan metalen nanodeeltjes en worden na verloop van tijd op natuurlijke wijze afgebroken door enzymen op de huid. Hij is momenteel op zoek naar een patent voor de ontdekking, gepubliceerd in het Journal of Nanobiotechnology.

Het kan een tijdje duren voordat op klimop gebaseerde zonnefilters op de plank van uw plaatselijke drogisterij verschijnen, zei Joe Laszlo, een wetenschapper bij de Landbouwonderzoeksdienst in Peoria, Ill. "De wetenschap is het makkelijke deel, " zei Laszlo. "Het moeilijkste is de economie, de miljoenen dollars die nodig zijn om FDA-goedkeuring te krijgen."

Een aantal jaar geleden, Laszlo ontwikkelde een UV-blokkerende samenstelling op basis van sojaolie die nooit in zonnebrandcrèmes terecht is gekomen. Vandaag, de sojaverbinding wordt in plaats daarvan in cosmetica gebruikt, die geen FDA-goedkeuring vereisen voor hun beweringen over bescherming tegen de zon en "vermindering van fijne lijntjes en rimpels".

Zhang praat met bedrijven die geïnteresseerd zijn in het maken van zonnebrandcrème en cosmetica, en hij onderzoekt ook andere toepassingen, waaronder chirurgische superlijm voor het afdichten van wonden en het gebruik van nanodeeltjes om medicijnmoleculen in het menselijk lichaam te vervoeren.