Le Défi

Notre peau est le revêtement extérieur doux de notre corps, le plus grand organe du système tégumentaire - c'est-à-dire le plus grand parmi le groupe d'organes destinés à protéger notre corps contre diverses formes de dommages. Il sert de coussin, de protecteur des tissus profonds, de la perte d'eau (déshydratation), de régulateur de température et d'excréteur de déchets. Comme le toit d'une maison, elle est l'abri de notre corps. Si la peau nous protège à l'intérieur, qu'est-ce qui nous protège à l'extérieur ? L'exposition aux rayonnements ionisants du soleil, tels que les rayons ultraviolets (UV), est l'un des effets les plus passifs, mais aussi les plus dangereux pour la vie, que nous subissons quotidiennement. Si notre peau est endommagée, elle perd sa capacité à remplir efficacement ses fonctions et devient vulnérable aux infections et aux maladies telles que le cancer. 

Le défi consiste à assurer une protection adéquate de la peau dans les produits cosmétiques et de soins, de manière efficace et raisonnablement sûre pour l'homme, sans menacer l'équilibre de la vie marine et de l'environnement en général. 

NANOARC Biomimetics propose des solutions pour relever ce défi.

Qu'est-ce qui a Inspiré Notre Amélioration ?

Dans la nature, certains organismes sont plus résistants que d'autres aux environnements difficiles. Certains survivent même à la chaleur des volcans ou aux radiations de l'espace. En étudiant la structure de leur corps, il apparaît clairement que leur résistance aux environnements hostiles n'est pas nécessairement due à une différence de composition chimique, mais plutôt à une modification de l'arrangement atomique (c'est-à-dire de l'architecture atomique) au sein de leur peau protectrice. On observe la même chose dans la façon dont la nature modifie l'arrangement atomique des atomes de carbone pour produire du diamant ou du graphite. Même la peau du corps humain présente différents niveaux de résistance aux produits chimiques, le cuir chevelu étant très différent du visage, bien qu'ils soient tous deux situés sur la tête. Les crustacés et d'autres espèces marines survivent à l'environnement rude et corrosif de l'océan sans rien d'autre qu'une couche extérieure protectrice ultrafine. Par essence, la protection n'est pas une question de quantité, mais de qualité du matériau qui protège les organes et la peau sous-jacents contre les dommages.

Notre Solution

Nous proposons des matériaux à architecture atomique, de sorte que les fabricants bénéficient des performances élevées des systèmes de matériaux à confinement quantique à faibles doses, alors que de telles fonctionnalités ne seraient pas réalisables avec des matériaux ordinaires.

Essentiellement, nous avons modifié la structure cristalline de matériaux biocompatibles connus, afin que leurs propriétés soient beaucoup plus élevées que celles des matériaux standard ou couramment connus.  Ainsi, avec nos matériaux à architecture atomique, il est possible d'utiliser des doses bien inférieures au dosage classique de 20 -25 % dans les produits connexes.

Pourquoi Si Peu ? 

La capacité d'absorption des UV et d'autres fonctions des (nano)matériaux à surface spécifique ultra-élevée augmente considérablement à mesure que les dimensions des (nano)particules diminuent. Cela permet d'atteindre les objectifs de performance avec moins de (nano)matériaux par unité de surface/volume.

LES ESSENTIELS

Le réchauffement moyen du climat dans de nombreuses régions du monde s'accompagne d'une augmentation du risque de cancer de la peau et d'une diminution de la résistance des matériaux aux rayons UV.

L'oxyde de zinc (ZnO) est unique parmi les ingrédients des écrans solaires car c'est un bloqueur d'UV à large spectre. Il offre une protection contre les UVA, les UVB et même les UVC. Le dioxyde de titane (TiO2) est un autre ingrédient minéral actif utilisé dans les écrans solaires. Bien qu'il protège des rayons UVB, il n'est pas aussi efficace que le ZnO pour protéger des UVA.

Un inconvénient apparent des macro-particules (en vrac) de ZnO et de TiO2 est que, dans les écrans solaires, elles sont visibles sur la peau sous la forme d'une couche opaque, ce qui fait que les consommateurs sont réticents à utiliser ces produits.

L'utilisation de la nanotechnologie dans les formulations d'écrans solaires augmente l'efficacité du blocage des rayons UV, ce qui permet de réduire la concentration des filtres UV dans la formulation. Plus précisément, l'utilisation de matériaux quantiques (< 20 nm dans au moins une dimension), qui ont une surface spécifique ultra-élevée (nano)particules, est très bénéfique pour améliorer l'efficacité de la protection contre les UV.

En effet, la capacité de sorption des UV et d'autres fonctions bénéfiques des (nano)matériaux (par exemple, antimicrobiennes, antifongiques, cicatrisantes, etc.) augmentent considérablement à mesure que les dimensions des (nano)particules diminuent. Cela permet d'atteindre les objectifs de performance dans les produits cosmétiques de protection solaire, avec moins de (nano)matériaux, par unité de surface/volume, tout en offrant une protection durable.

À de faibles doses aussi efficaces, une crème solaire minérale contenant des (nano)particules à surface spécifique ultra élevée est également plus facile à étaler, réduisant ainsi l’effet « blanchissant ». Comme les (nano)particules de ZnO à très haute surface ne diffusent pas la lumière comme les microparticules classiques, la couleur blanche disparaît et la lotion solaire qui en résulte bloque toujours les UV, mais semble transparente lorsqu'elle est appliquée sur la peau.

Si le TiO2 est utile sous sa forme macro-particulaire, il est cancérigène sous sa forme nanométrique. Le ZnO, en revanche, est sans danger. Le défi reste l'appréhension de certains consommateurs face à l'utilisation de produits enrichis en nanoparticules, ce qui ralentit l'adoption d'écrans solaires plus performants.

L'expertise du NANOARC en matière de conception de matériaux quantiques a été investie ici pour résoudre ce problème. Nous proposons deux formes de ZnO, avec une surface spécifique ultra-élevée, comme suit :

I. Oxyde de zincène (ZnO bidimensionnel) Flocons atomiquement minces (non nano) - 635 200 cm²/g

II. Oxyde de zinc (0-dimensionnel) nanoparticules (nano) - 415 300 cm²/g

Pour donner une idée de notre classement, la surface spécifique moyenne du ZnO conventionnel est de 45 000 cm²/g et celle du nano-ZnO commercial actuel est d'environ 100 000 cm²/g.

Avec ces valeurs, les lois de la physique dans la nature indiquent que la surface spécifique améliorée des systèmes de matériaux avancés NANOARC ZnO offre aux fabricants de crèmes solaires et de soins de la peau une opportunité de concevoir des produits plus performants, en utilisant de faibles doses et en obtenant une meilleure dispersion et un résultat cosmétique plus appréciable.

Incidemment, c'est notre matériau non nano ZnO (oxyde de zincène) qui offre une surface spécifique élevée et donc des performances. C'est la beauté de la conception des matériaux et l'avantage pour les fabricants est la capacité de répondre aux besoins des clients nano-sensibles avec des produits de qualité supérieure.