Der Traum aller Sonnenanbeter: Forscher wollen einen Sunblocker entwickeln, der den ganzen Tag hält. Diesem Ziel versuchen sie mit Analysen von Sonnencreme-Bestandteilen näher zu kommen. Denn detaillierteres Wissen über die Mechanismen der chemischen UV-Filter könnte dabei helfen, langlebigere Moleküle herzustellen. Bisher zerbrechen die molekularen Schutzschilde in Cremes mit der Zeit oder werden inaktiv. Die Folge: Es muss nachgecremt werden.
Sonnenlicht ist zwar einerseits lebenswichtig. Durch die darin enthaltene energiereiche UV-Strahlung kann es unserer Haut aber auch schaden. Um Sonnenbrand oder gar Hautkrebs vorzubeugen, sollte man sich deshalb gründlich mit Sonnencreme einschmieren. Diese enthält molekulare UV-Filter, die den schädlichen Teil des Lichts aufnehmen und in Form von Wärme wieder abgeben.
Beim Abfangen der UV-Strahlung gehen die Schutz-Moleküle in der Sonnencreme in einen angeregten Zustand über. Die aufgenommene Energie geben sie als ungefährliche Wärmeenergie ab, wenn sie in den Grundzustand zurückkehren. Manchmal werden die Moleküle bei diesem Prozess jedoch zerstört. Die Folge: Der Schutzeffekt der Sonnencreme schwindet und es muss nachgecremt werden.
UV-Filter unter der Lupe
Wissenschaftler um Vasilios Stavros von der University of Warwick in England haben sich nun zum Ziel gesetzt, diese lästige Eigenschaft der Sunblocker auszumerzen. Um herauszufinden, wie die nachlassende Wirkung des UV-Schutzes verhindert werden kann, zerlegten sie die Cremes in ihre einzelnen Bestandteile und analysierten die Komponenten isoliert voneinander.
„Wenn wir besser verstehen, wie die Moleküle in Sonnencremes Licht absorbieren, dann können wir sie vielleicht auch so manipulieren, dass sie mehr Energie aufnehmen, ohne kaputt zu gehen“, erklärt Stavros. „Und wenn die Moleküle nicht zerstört werden, muss man den Sonnenschutz nicht mehrmals am Tag erneuern.“
Gefangen im angeregten Zustand
Für ihre Untersuchung konzentrierten sich die Forscher zunächst auf zehn chemische UV-Filter. Diese setzten sie einer künstlichen Sonneneinstrahlung in Form von Laserlicht aus. Dabei beobachteten sie, wie viel der eingestrahlten Energie durch den chemischen Filter gelangte und wie sich die Moleküle dabei verhielten.
Die Analysen ergaben: Nicht nur die Zerstörung der chemischen Filter steht dem Langzeit-Schutz im Wege – sondern noch etwas Anderes. So blieb ein Teil der Filter-Moleküle unter Lichteinstrahlung in einem angeregten Zustand gefangen und war deshalb nicht imstande, die Energie als Wärme wieder freizugeben. Bei dem Inhaltsstoff Oxybenzon passierte das zum Beispiel bei rund zehn Prozent der Sonnenschutz-Moleküle, wie das Team berichtet. Die dauerhaft angeregten Moleküle sind für das Abfangen weiterer UV-Strahlung dann nicht mehr verfügbar.
Bald langanhaltender Schutz?
Mit diesem Wissen wollen die Wissenschaftler in Zukunft bessere Moleküle für die Lichtabsorption herstellen. „Wenn der chemische Filter in einem angeregten Zustand ist, rotieren seine Atome um bestimmte Bindungen“, erklärt Stavros. „Wenn wir diese Rotation manipulieren können, indem wir verschiedene chemische Gruppen in das Molekül einbauen, könnten wir dem Molekül helfen, seinen Weg zurück zum Grundzustand zu finden.“
Nachdem sie bereits viele Bestandteile einzeln untersucht haben, wollen die Forscher das Puzzle aus den verschiedenen Zutaten nun wieder Stück für Stück zusammenzusetzen – und die chemischen Filter in Wechselwirkung mit anderen Inhaltsstoffen der Sonnencremes analysieren. Sollten sie das Geheimnis der Lichtabsorptionsprozesse vollständig lüften können, werden wir in Zukunft vielleicht eine neue Generation von Sunblockern kennenlernen: Cremes, die uns nach einmaligem Auftragen den ganzen Tag ausreichend schützen. (American Chemical Society 253rd National Meeting, 2017)
(American Chemical Society, 03.04.2017 – CLU)
