(Phys.org) — Wetenschappers van ETH Zürich hebben een nanomateriaal ontwikkeld dat andere moleculen beschermt tegen oxidatie. In tegenstelling tot veel van dergelijke werkzame stoffen in het verleden, de antioxidant van de onderzoekers van ETH-Zürich is lang houdbaar, waardoor het gewoon het ticket is voor industriële toepassingen.

Er wordt veel gesproken over antioxidanten. Deze chemische verbindingen komen voor in veel groente- en fruitsoorten, koffie, thee en rode wijn, en worden over het algemeen als gezond beschouwd. Ten slotte, antioxidanten beschermen de lichaamseigen eiwitten en de genetische stof tegen oxidatie. Antioxidanten worden ook gebruikt in de industrie, ook als voedseladditieven om artikelen langer te bewaren of het gezondheidsaspect als verkoopargument te benutten. Ze zitten in voedselverpakkingen of autobanden om te voorkomen dat het kunststof of rubber broos wordt. En in de cosmetica-industrie worden crèmes met antioxidanten aangeprezen als anti-verouderingsproducten.

Het probleem bij het gebruik van antioxidanten, echter, is dat veel van deze moleculen op zichzelf niet erg stabiel zijn. Bijvoorbeeld, ze worden geoxideerd in aanwezigheid van zuurstof en verliezen geleidelijk hun antioxiderende werking. Onderzoekers onder leiding van Yiannis Deligiannakis, een gasthoogleraar aan het Institute of Process Engineering, hebben nu een speciale nanoantioxidant ontwikkeld die aanzienlijk stabieler is dan zijn conventionele tegenhangers, wat betekent dat het gemakkelijker kan worden bewaard en in kleinere hoeveelheden effectief is.

Nanodeeltjes voorkomen interactie

De nano-antioxidant van de wetenschappers van ETH-Zürich is samengesteld uit een siliciumdioxide-nanodeeltje en het natuurlijk voorkomende antioxidant galluszuur, waarbij de twee delen stevig met elkaar verbonden zijn. "Galluszuur is een van de moleculen met de beste antioxiderende werking, " legt Georgios Sotiriou uit, die bij het project betrokken was als postdoc aan het Institute of Process Engineering voordat hij naar Harvard University verhuisde. Echter, net als bij andere antioxidanten, galluszuurmoleculen verliezen snel hun effect, vooral omdat ze zich graag vastklampen aan andere galluszuurmoleculen en elkaar zo uitschakelen. Door ze te combineren met het siliciumdioxide, echter, de onderzoekers konden dit proces onderdrukken. Ten slotte, de grote nanodeeltjes in vergelijking met de galluszuurmoleculen verhinderen dat deze laatste met elkaar interageren:om redenen van ruimte, zij zijn daartoe evenmin in staat als passagiers in twee heteluchtballonnen elkaar uitstrekken en aanraken.

"Onze nanoantioxidant heeft hetzelfde uitstekende effect als galluszuur, maar kan worden verkocht als een product met een lange houdbaarheid voor de industrie, " zegt Deligiannakis. Bovendien, de nano-antioxidant is temperatuurbestendig en kan zo voedsel dat gepasteuriseerd is of polymeren die bij hoge temperaturen worden geproduceerd, beschermen. Conventionele antioxidanten worden bij deze temperaturen inactief.

Een veilige combinatie

De onderzoekers hebben hun nieuwe product inmiddels gepatenteerd en zijn momenteel in gesprek met industriële partners over licenties. De wetenschappers verwachten geen grote hindernissen voor wat betreft de veiligheid van het molecuul:zowel galluszuur als de siliciumdioxide-nanodeeltjes worden als ongevaarlijk beschouwd, zijn goedgekeurd door de autoriteiten – ook voor gebruik in voedsel – en worden actief gebruikt. De wetenschappers verwachten dan ook dat tests zullen bevestigen dat het combinatiemolecuul ook veilig is voor cosmetica en voedsel.