در دنیای امروز، محافظت از پوست در برابر آسیب‌های ناشی از نور خورشید به یکی از الزامات مهم زندگی روزمره تبدیل شده است. استفاده از ضدآفتاب‌ها نه‌تنها برای جلوگیری از پیری زودرس و آسیب‌های سطحی پوست، بلکه برای پیشگیری از بیماری‌های جدی مانند سرطان پوست اهمیت ویژه‌ای یافته است. در این میان، فناوری‌های نوین به کمک صنعت آرایشی-بهداشتی آمده‌اند تا محصولات محافظتی مؤثرتر، سبک‌تر و با کارایی بالاتری ارائه دهند. یکی از پیشروترین این فناوری‌ها، استفاده از نانوذرات اکسید روی (ZnO) در فرمولاسیون ضدآفتاب‌ها است. نانو ZnO با برخورداری از ویژگی‌های فیزیکی منحصر به‌فرد، امکان محافظت گسترده در برابر اشعه‌های UVA و UVB را فراهم می‌آورد، بدون آنکه ظاهر سفید و سنگین ضدآفتاب‌های سنتی را بر روی پوست به جا بگذارد. با این حال، کاربرد فناوری نانو در محصولات بهداشتی، سؤالاتی درباره ایمنی، نفوذ به پوست و تأثیرات زیست‌محیطی مطرح کرده که نیازمند بررسی علمی دقیق است. در این مقاله، به طور جامع به بررسی ویژگی‌ها، مزایا، چالش‌های ایمنی و آینده استفاده از نانوذرات اکسید روی در صنعت ضدآفتاب می‌پردازیم تا چشم‌اندازی روشن برای تولیدکنندگان، محققان و مصرف‌کنندگان فراهم آوریم.

 نانوذرات اکسید روی (ZnO) چیست؟

اکسید روی (ZnO) یک ترکیب معدنی است که به‌طور طبیعی در طبیعت یافت می‌شود و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی دارد. این ماده به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت بالا در برابر اشعه فرابنفش، پایداری شیمیایی، و خاصیت ضدباکتریایی، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله داروسازی، آرایشی-بهداشتی، نساجی و الکترونیک پیدا کرده است. با ورود فناوری نانو به عرصه تولید مواد شیمیایی، اکسید روی به‌صورت نانوذرات نیز تولید شده است. نانوذرات ZnO ذراتی هستند که ابعادی در مقیاس نانومتر (معمولاً کمتر از ۱۰۰ نانومتر) دارند. کاهش اندازه ذرات به این مقیاس باعث تغییر چشمگیر خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها نسبت به ذرات معمولی می‌شود.

 ویژگی‌های نانوذرات اکسید روی

• اندازه کوچک: باعث ایجاد سطح تماس بالاتر، عملکرد بهتر در جذب یا پراکندگی نور فرابنفش و نفوذ بهتر در فرمولاسیون محصولات آرایشی می‌شود.
• شفافیت: برخلاف ذرات درشت ZnO که ظاهر سفیدی روی پوست ایجاد می‌کنند، نانو ZnO به دلیل اندازه کوچک، پوششی شفاف و غیرقابل مشاهده به پوست می‌دهد.
• پایداری نوری: نانو ZnO در برابر تجزیه بر اثر نور خورشید مقاوم‌تر است و در محافظت از پوست پایدارتر عمل می‌کند.
• فعالیت آنتی‌باکتریال: تحقیقات نشان داده است که نانوذرات ZnO دارای خواص ضدباکتریایی طبیعی هستند، که این ویژگی در محصولات مراقبت از پوست می‌تواند مفید باشد.

 تفاوت نانو ZnO با اکسید روی معمولی

چرا نانوذرات ZnO در ضدآفتاب‌ها استفاده می‌شود؟

استفاده از نانوذرات اکسید روی (ZnO) در فرمولاسیون ضدآفتاب‌ها به دلایل علمی و فنی مشخصی رواج پیدا کرده است. پیشرفت‌های نانوفناوری این امکان را فراهم کرده که کارایی و جذابیت ظاهری ضدآفتاب‌ها به طور قابل توجهی بهبود یابد. در ادامه به مهم‌ترین دلایل استفاده از نانو ZnO در محصولات ضدآفتاب می‌پردازیم:

1) محافظت گسترده در برابر اشعه‌های UVA و UVB

یکی از مزیت‌های برجسته نانوذرات ZnO، توانایی آن‌ها در جذب و پراکندگی طیف گسترده‌ای از اشعه‌های مضر فرابنفش است. برخلاف بسیاری از فیلترهای شیمیایی که عمدتاً روی یک بخش خاص از طیف UV تمرکز دارند، نانو ZnO قادر است هم اشعه‌های UVA (مسبب پیری پوست) و هم UVB (مسبب آفتاب‌سوختگی) را مهار کند. این ویژگی، محصولات حاوی نانو ZnO را به گزینه‌ای ایده‌آل برای محافظت همه‌جانبه از پوست تبدیل کرده است.

2) ایجاد پوشش یکنواخت‌تر روی پوست

اندازه کوچک نانوذرات باعث می‌شود که این ذرات بتوانند پوششی همگن‌تر و یکنواخت‌تر روی سطح پوست ایجاد کنند. این یکنواختی باعث بهبود کارایی محافظت و جلوگیری از نقاط ضعف احتمالی در پوشش ضدآفتاب می‌شود. در نتیجه، پوست به طور کامل‌تری در برابر آسیب‌های ناشی از نور خورشید محافظت می‌شود.

3) ظاهر طبیعی و بدون سفیدی روی پوست

یکی از مشکلات رایج ضدآفتاب‌های سنتی بر پایه اکسید روی، ایجاد اثر سفیدکنندگی روی پوست بود که به ویژه در افراد دارای پوست تیره‌تر ناخوشایند به نظر می‌رسید. نانو ZnO این مشکل را با شفافیت بیشتر برطرف کرده است. به دلیل اندازه کوچک ذرات، نور مرئی کمتر پراکنده می‌شود و در نتیجه، ضدآفتاب ظاهری طبیعی و بی‌رنگ روی پوست ایجاد می‌کند.

4) بهبود تجربه مصرف‌کننده

ضدآفتاب‌هایی که حاوی نانوذرات ZnO هستند، سبک‌تر، راحت‌تر پخش‌شونده و از نظر حس لمسی روی پوست بسیار دلپذیرترند. این موضوع باعث افزایش رضایت مصرف‌کننده و احتمال استفاده مداوم از ضدآفتاب‌ها می‌شود که برای حفاظت مؤثر از پوست اهمیت حیاتی دارد.

مزایای نانوذرات ZnO در فرمولاسیون ضدآفتاب‌ها

فناوری نانو تحولی چشمگیر در تولید ضدآفتاب‌ها ایجاد کرده است، به ویژه از طریق بهره‌گیری از نانوذرات اکسید روی (ZnO). این فناوری مزایای متعددی را برای محصولات مراقبت از پوست به همراه داشته که باعث محبوبیت روزافزون ضدآفتاب‌های حاوی نانو ZnO شده است. در این بخش به مهم‌ترین مزایای این ترکیبات می‌پردازیم:

 1) مقاومت بالاتر در برابر آب و تعریق

یکی از چالش‌های همیشگی در استفاده از ضدآفتاب‌ها، کاهش کارایی آن‌ها در مواجهه با آب یا تعریق است. ضدآفتاب‌های حاوی نانو ZnO به دلیل خواص فیزیکی و ویژگی‌های سطحی نانوذرات، چسبندگی بهتر به پوست دارند و در برابر شستشو یا تعریق مقاومت بیشتری نشان می‌دهند. این ویژگی به خصوص در شرایط فعالیت‌های ورزشی یا قرارگیری طولانی‌مدت در فضای باز اهمیت بالایی دارد.

2) اثرگذاری مؤثر با مقادیر کمتر

به دلیل سطح ویژه بالا و فعالیت بیشتر نانوذرات نسبت به ذرات درشت، مقدار کمتری از نانو ZnO برای ایجاد همان سطح محافظتی در برابر اشعه UV کافی است. این مسئله هم به کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کند و هم باعث سبک‌تر شدن فرمولاسیون و بهبود تجربه کاربری می‌شود.

3) بهبود حس لمسی و کیفیت ظاهری محصول

ضدآفتاب‌های سنتی حاوی ذرات درشت ZnO معمولاً حس چسبندگی، سنگینی یا خشکی روی پوست ایجاد می‌کردند. در مقابل، نانوذرات ZnO به دلیل اندازه کوچک و پراکندگی بهتر، به ضدآفتاب‌ها حس لطافت، سبکی و جذب سریع‌تر می‌بخشند. این بهبود کیفیت فیزیکی، رضایت مصرف‌کننده را افزایش داده و استفاده منظم از ضدآفتاب را تسهیل می‌کند.

4) کاهش سفیدی ظاهری (White Cast)

همان‌طور که در بخش‌های قبلی اشاره شد، یکی از معایب ذرات درشت اکسید روی، ایجاد اثر سفید روی پوست بود. نانو ZnO با داشتن ذرات بسیار ریز، پراکندگی نور مرئی را کاهش می‌دهد و در نتیجه، از ایجاد سفیدی ناخوشایند جلوگیری می‌کند. این موضوع به ویژه در محصولات آرایشی ضدآفتاب (مانند کرم‌های رنگی و بی‌بی کرم‌ها) اهمیت بالایی دارد.

5) سازگاری با پوست‌های حساس

تحقیقات نشان داده است که نانو ZnO، در صورت استفاده صحیح و با رعایت استانداردهای ایمنی، به طور کلی تحریک‌پذیری پایینی روی پوست دارد. این ویژگی، آن را به گزینه‌ای مناسب برای افرادی با پوست حساس یا مستعد آلرژی تبدیل کرده است.

 نگرانی‌ها و چالش‌های ایمنی نانوذرات ZnO

هرچند نانوذرات اکسید روی (ZnO) در محصولات ضدآفتاب مزایای قابل‌توجهی ارائه می‌دهند، اما استفاده از فناوری نانو در محصولات آرایشی-بهداشتی همواره با نگرانی‌هایی در خصوص ایمنی همراه بوده است. این نگرانی‌ها به ویژه بر اثر احتمال نفوذ نانوذرات به لایه‌های عمیق پوست و تأثیرات بالقوه زیستی آن‌ها مطرح شده‌اند. در ادامه به مهم‌ترین چالش‌های ایمنی در ارتباط با نانو ZnO می‌پردازیم:

1) نگرانی درباره نفوذ به لایه‌های عمیق پوست

یکی از نگرانی‌های اولیه درباره نانوذرات، امکان نفوذ آن‌ها به لایه‌های زیرین پوست و ورود به جریان خون بود. با این حال، مطالعات متعددی نشان داده‌اند که در شرایط استفاده معمول از ضدآفتاب‌های حاوی نانو ZnO، این ذرات عمدتاً روی سطح پوست باقی می‌مانند یا حداکثر تا لایه‌های بسیار سطحی اپیدرم نفوذ می‌کنند و وارد جریان خون نمی‌شوند.

بررسی‌های علمی نشان داده‌اند که ساختار طبیعی پوست انسان به عنوان یک سد فیزیکی مؤثر عمل می‌کند و مانع از نفوذ ذرات بزرگ‌تر از ۱۰ نانومتر به لایه‌های زیرین می‌شود. بنابراین، استفاده صحیح از ضدآفتاب‌های دارای نانو ZnO در سطح پوست ایمن تلقی می‌شود.

2) تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و استرس اکسیداتیو

برخی مطالعات آزمایشگاهی حاکی از آنند که نانوذرات ZnO در شرایط خاص، خصوصاً در معرض تابش UV، می‌توانند گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) تولید کنند که در صورت تجمع بیش از حد، ممکن است به سلول‌های پوستی آسیب برسانند و موجب استرس اکسیداتیو شوند.

با این حال، برای کاهش این خطر بالقوه، در بسیاری از فرمولاسیون‌های مدرن، نانوذرات ZnO با پوشش‌های سطحی (مانند سیلیکا یا آلومینا) پوشانده می‌شوند. این پوشش‌ها فعالیت فوتوکاتالیستی ذرات را کاهش داده و از آزاد شدن ROS جلوگیری می‌کنند، در نتیجه خطر آسیب به پوست را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند.

مطالعات ایمنی و ارزیابی‌های بین‌المللی

سازمان‌های علمی معتبری مانند کمیته علمی ایمنی مصرف‌کننده (SCCS) در اروپا و سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) بارها ایمنی نانو ZnO را مورد ارزیابی قرار داده‌اند. نتایج این ارزیابی‌ها نشان می‌دهد که نانوذرات ZnO، در صورت استفاده به عنوان فیلتر UV در محصولات موضعی و رعایت دوزهای مجاز، برای سلامت انسان ایمن هستند.

در سال ۲۰۱۶، SCCS به طور رسمی اعلام کرد که استفاده از نانو ZnO در غلظت‌های حداکثر ۲۵٪ در ضدآفتاب‌ها خطری برای مصرف‌کنندگان ایجاد نمی‌کند، مشروط بر اینکه نانوذرات به صورت غیرقابل استنشاق (مثلاً در اسپری‌ها) نباشند.

استانداردها و مقررات بین‌المللی درباره استفاده از نانوذرات ZnO

استفاده از نانوذرات در محصولات آرایشی و بهداشتی، به‌ویژه در ضدآفتاب‌ها، به‌دلیل نگرانی‌های احتمالی درباره ایمنی، تحت نظارت دقیق نهادهای بین‌المللی قرار گرفته است. در این بخش به مهم‌ترین مقررات و دیدگاه‌های سازمان‌های معتبر درباره کاربرد نانوذرات اکسید روی (ZnO) می‌پردازیم:

مقررات سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)

سازمان FDA استفاده از اکسید روی به عنوان یک فیلتر فیزیکی محافظت‌کننده در برابر اشعه‌های UVA و UVB را تأیید کرده است. اکسید روی در لیست ترکیبات «عموماً ایمن شناخته‌شده» (GRAS) برای استفاده در ضدآفتاب‌ها قرار دارد. اگرچه FDA به‌طور خاص به اندازه ذرات اشاره نکرده است، اما نانو ZnO در صورتی که مشابه ذرات غیرنانو عمل کند (از لحاظ محل استفاده و عدم نفوذ به پوست)، مجاز شناخته می‌شود. نکته مهم این است که FDA تأکید دارد در محصولات استنشاقی مانند اسپری‌ها، استفاده از نانوذرات نیاز به بررسی دقیق‌تر دارد تا از ایمنی تنفسی اطمینان حاصل شود.

مقررات کمیته علمی ایمنی مصرف‌کننده (SCCS) اتحادیه اروپا

اتحادیه اروپا، از طریق SCCS، استفاده از نانوذرات اکسید روی در محصولات ضدآفتاب را مشروط به رعایت شرایطی خاص مجاز دانسته است. طبق ارزیابی رسمی این کمیته:

الف) استفاده از نانو ZnO در ضدآفتاب‌های موضعی تا غلظت ۲۵٪ مجاز است.

ب) ذرات باید دارای پوشش سطحی پایدار باشند تا احتمال فعالیت فوتوکاتالیستی و تولید ROS به حداقل برسد.

ج) نانوذرات نباید شکل‌های فیبری (شبیه آزبست) داشته باشند.

د) اندازه ذرات باید به گونه‌ای باشد که احتمال نفوذ به پوست به حداقل برسد.

استفاده از نانو ZnO در محصولات استنشاقی مانند اسپری‌ها، تحت محدودیت‌های بیشتری قرار دارد یا نیاز به ارزیابی خاص دارد.

 راهنمای Codex Alimentarius و سازمان‌های جهانی

Codex Alimentarius (متعلق به FAO و WHO)، که استانداردهای جهانی ایمنی غذا و محصولات بهداشتی را تدوین می‌کند، در خصوص کاربرد فناوری نانو، بر ارزیابی مورد به مورد تاکید کرده است. هر ترکیب نانویی باید به طور مستقل از نظر سمیت، زیست‌تراوایی، و تأثیرات زیست‌محیطی بررسی شود.

خلاصه مقررات:

آینده استفاده از نانوذرات ZnO در صنعت ضدآفتاب

با رشد روزافزون آگاهی مصرف‌کنندگان درباره ایمنی ترکیبات آرایشی و گسترش فناوری‌های نوین، آینده استفاده از نانوذرات اکسید روی (ZnO) در صنعت ضدآفتاب بسیار پویا و پرتحول به نظر می‌رسد. در این بخش به روندها و نوآوری‌هایی می‌پردازیم که مسیر توسعه این فناوری را در سال‌های پیش‌رو شکل خواهند داد:

1) نوآوری در پوشش‌دهی سطح نانوذرات

یکی از بزرگ‌ترین پیشرفت‌ها در زمینه استفاده از نانو ZnO، توسعه پوشش‌های محافظتی بر روی سطح ذرات است. این پوشش‌ها معمولاً از موادی مانند سیلیکا، آلومینا یا ترکیبات ارگانیک ساخته می‌شوند که هدف آن‌ها کاهش فعالیت فوتوکاتالیستی، جلوگیری از تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و افزایش پایداری ذرات در برابر نور و اکسیداسیون است. در آینده، پیش‌بینی می‌شود که پوشش‌های چندلایه یا هوشمند، با قابلیت‌های کنترل‌شده در واکنش به محیط (مانند تغییر pH یا دما)، کاربرد بیشتری پیدا کنند و ایمنی محصولات را بیش از پیش ارتقاء دهند.

2) جهت‌گیری به سمت فرمولاسیون‌های ایمن‌تر و طبیعی‌تر

با افزایش تقاضای بازار برای محصولات "پاک"، "ارگانیک" و "دوستدار محیط زیست"، تولیدکنندگان به دنبال توسعه ضدآفتاب‌هایی هستند که علاوه بر استفاده از نانوذرات ZnO، دارای ترکیبات پایه طبیعی‌تر، فاقد پارابن، فتالات و سایر افزودنی‌های بحث‌برانگیز باشند. در نتیجه، فرمولاسیون‌های جدیدی بر پایه امولسیون‌های طبیعی، عصاره‌های گیاهی و فیلترهای UV مکمل در کنار نانو ZnO در حال طراحی است تا هم نیاز به حفاظت مؤثر برآورده شود و هم دغدغه‌های ایمنی و زیست‌محیطی کاهش یابد.

3)افزایش شفافیت در برچسب‌گذاری و اطلاع‌رسانی به مصرف‌کننده

یکی از روندهای قوی آینده، افزایش شفافیت برندها درباره ترکیبات مورد استفاده در محصولاتشان است. مصرف‌کنندگان امروزی به‌دنبال دانستن دقیق‌تر درباره ماهیت و اندازه ذرات نانو، نوع پوشش سطحی، درصد وزنی نانو ZnO در فرمولاسیون و ایمنی آن هستند. احتمالاً در سال‌های آینده، برچسب‌های دقیق‌تر، گواهینامه‌های ایمنی مستقل و شفافیت اطلاعاتی به یک مزیت رقابتی کلیدی برای برندها تبدیل خواهد شد.

4) تحقیقات بیشتر بر روی ایمنی بلندمدت و اثرات زیست‌محیطی

گرچه تاکنون مطالعات متعددی نشان داده‌اند که نانو ZnO در استفاده‌های موضعی ایمن است، اما تحقیقات درباره اثرات بلندمدت و زیست‌محیطی همچنان در حال انجام است. نانوذراتی که در محیط زیست رها می‌شوند (مثلاً از طریق شنا در دریا) می‌توانند اثراتی بر روی اکوسیستم‌های آبی داشته باشند. لذا انتظار می‌رود که توسعه نانوذرات تجزیه‌پذیر زیستی یا کم‌خطرتر برای محیط زیست، یکی از اولویت‌های پژوهشی آینده باشد.

نتیجه‌گیری

نانوذرات اکسید روی (ZnO) یکی از نوآوری‌های برجسته در صنعت تولید ضدآفتاب‌ها به شمار می‌آیند که با بهره‌گیری از فناوری نانو، توانسته‌اند بسیاری از مشکلات نسل‌های قبلی این محصولات را برطرف کنند. این ذرات با ایجاد پوششی یکنواخت، شفاف و سبک بر سطح پوست، محافظتی مؤثر در برابر اشعه‌های مضر UVA و UVB فراهم می‌آورند و در عین حال، تجربه مصرف‌کننده را بهبود می‌بخشند. هرچند در خصوص ایمنی نانوذرات، نگرانی‌هایی مطرح شده است، مطالعات علمی گسترده و ارزیابی‌های سازمان‌های معتبر نظارتی نظیر FDA و SCCS نشان داده‌اند که نانو ZnO، در صورت استفاده موضعی صحیح و در غلظت‌های مجاز، ایمنی بالایی برای مصرف‌کنندگان فراهم می‌کند. اقدامات پیشگیرانه همچون پوشش‌دهی سطحی ذرات نیز نقش مهمی در کاهش ریسک‌های بالقوه ایفا کرده است. با این وجود، حرکت به‌سوی آینده‌ای پایدارتر و ایمن‌تر نیازمند ادامه تحقیقات درباره اثرات زیست‌محیطی، بهبود فرمولاسیون‌های طبیعی‌تر و افزایش شفافیت اطلاعات برای مصرف‌کنندگان است. در نهایت، انتخاب ضدآفتاب مناسب باید بر پایه دانش علمی و آگاهی کامل از ترکیبات به‌کاررفته انجام شود. محصولات حاوی نانوذرات ZnO، با رعایت استانداردهای ایمنی و کیفیت بالا، می‌توانند یکی از بهترین گزینه‌ها برای حفاظت مؤثر و مسئولانه از پوست در برابر آسیب‌های خورشیدی باشند.