Лигнин — побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности — может стать основой для безопасных солнцезащитных средств. Красноярские ученые вместе с ученицей проекта «Базовые школы РАН» разработали экспериментальные кремы на основе этаноллигнина и его производных. Полученные кремы демонстрируют уровень защиты SPF 5–10, этого достаточно для повседневного использования. Результаты исследования опубликованы в журнале Химия растительного сырья.
Лигнин — это сложный природный полимер, который содержится в клетках растений. Он укрепляет клеточные стенки растений, связывая целлюлозные волокна в жесткую структуру, и обеспечивает прочность стволов и устойчивость к гниению. В то же время это один из самых распространенных, но трудноутилизируемых отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Ежегодно при переработке древесины образуются миллионы тонн этого остатка, который сегодня преимущественно складируется или сжигается, создавая значительную экологическую нагрузку. Однако лигнин может получить новую жизнь в качестве основы для экологичных солнцезащитных средств.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН разработали формулу солнцезащитного крема на основе модифицированного лигнина сосны. Соавтором работы стала Анастасия Сиделева, на момент выполнения ученица 11-го класса красноярского Лицея №7, участвующего в программе «Базовые школы Российской академии наук». Сейчас Анастасия — студентка лечебного факультета Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого.
Авторы работы выделяли лигнин из опилок обыкновенной сосны (Pinus sylvestris) и синтезировали его азопроизводные — органические соединения, содержащие азогруппу, то есть двойную связь между двумя атомами азота. После лигнин и его производные тщательно перемешивались с кремовой основой. При растворении в кремовой основе компоненты на основе древесных отходов придают средству характерные особенности: крем приобретает насыщенный цвет от коричневого до темного красно-коричневого оттенка с глянцевым блеском, структура становится пористой и однородной.
«Мы рассмотрели модифицированный лигнин в качестве перспективного блокатора ультрафиолетового излучения, как фотоактивный компонент солнцезащитных средств. Лигнин обладает высокой антиоксидантной активностью, противовирусными и противомикробными свойствами. Кроме того, лигнин достаточно безопасен для кожи, так как частицы лигнина не проходят через кожные барьеры. Благодаря модификации мы решили две существующие проблемы: слабая эффективность чистого лигнина в длинноволновой части ультрафиолетовой области и слишком темный цвет средства. К тому же модификация лигнина позволяет продлить срок защитного действия средства», — рассказала Анастасия Сиделева, на момент выполнения работы участница проекта «Базовые школы РАН», а сейчас студентка Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого.
Авторы исследования провели испытания и рассчитали коэффициент защиты от солнечного излучения (SPF). Азопроизводные лигнина усиливают защиту от длинноволнового УФ-излучения (320-400 нм), наиболее опасного для преждевременного старения кожи. Хотя эффективность новых составов пока уступает профессиональным средствам с высоким SPF, эта разработка открывает перспективы для создания экологичной солнцезащитной косметики.
«Разработка солнцезащитных средств на основе лигнина решает сразу две актуальные проблемы: утилизацию трудноразлагаемых отходов деревообрабатывающей промышленности и создание безопасных альтернатив синтетическим УФ-фильтрам. Анастасия Сиделева принимала активное участие в исследовании: проводила синтезы производных лигнина, готовила образцы для инструментальных анализов, измеряла уровень SPF. Работа над этим исследованием началась с нее. В 2024 году она выиграла грант Красноярского краевого фонда науки «Юные техники изобретатели»по этой теме — разработка солнцезащитного крема с фотоактивным компонентом на основе лигнина», — отмечает Виктор Голубков, научный руководитель работы, младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.
Источник: Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук»
