魏濤教授(中)及其團隊於20221028日舉辦的中大創新日展示新研發的物理防曬劑

拒絕微塑料污染﹕環保物理防曬劑

猛烈陽光中的紫外線是皮膚提早衰老、長出黑色素瘤的罪魁禍首。在酷熱的熱帶氣候地區例如香港和東亞南國家等,使用防曬霜或其他防曬產品十分重要。然而,市面上有些防曬產品不但刺激皮膚,更對環境造成傷害,是導致珊瑚白化的元兇之一。理學院助理院長(研究)、化學系教授及O-Spheres Limited創辦人魏濤教授研發了一項新技術,用於製造一種既能有效防曬,亦對用家和環境無害的防曬劑。

毒害珊瑚

防曬霜和標榜有防曬系數(SPF)的產品都需要添加可過濾紫外線的有效成分。以物理防曬產品為例,會加入二氧化鈦和氧化鋅來阻擋紫外線﹔而化學防曬產品大多會添加氧苯甲酮,然而這種化學成分對環境有莫大傷害。

魏教授說﹕「為了減低皮膚曬傷和罹患皮膚癌的風險,在防曬產品中添加化學或物理防曬因子均有助阻擋有害紫外線。有機化學防曬因子能吸收紫外線,過往是防曬霜中常用的成分。然而近年,大眾開始意識到化學防曬因子帶來的各種問題,例如它會刺激皮膚引致敏感,亦可能引發兒童或成人荷爾蒙失調問題,更有研究證實,化學防曬因子會毒害珊瑚。」現時,在澳洲、夏威夷及帛琉等地,已立法禁用化學性防曬產品。

化學防曬因子帶來的各種問題,例如它會刺激皮膚引致敏感,亦可能引發兒童或成人荷爾蒙失調問題 (圖片來源:Kindel Media)

魏教授補充說﹕「因此我們需要開發一種含100%物理防曬因子的防曬劑。二氧化鈦和氧化鋅是理想的材料。然而,一般防曬霜若要添加大量物理防曬因子,不但成本昂貴,防曬霜的質地亦會較黏膩,而且難被皮膚吸收,容易在皮膚表面留下白印,影響用家的體驗。有生產商會加入聚合物添加劑來減少物理防曬因子的份量,但聚合物含有微塑料,用家塗上防曬霜後,在洗滌、游泳或潛水過程中,會釋出微塑料,危害海洋生態,因此已被歐盟禁止使用。」

中空微球結構撃退紫外線

魏教授研發的新型物理防曬劑「O-Spheres Sunblocker」,由二氧化鈦礦物顆粒組成,呈微球狀,其空心結構能大幅增加紫外線的散射作用,有效過濾 95% 至 98% 的紫外線。

「有次與化妝品公司員工交流,才知道業界一直苦惱如何解決在防曬產品中添加大量二氧化鈦所造成的問題。當時想到,我們的團隊正正就是研究二氧化鈦和中空結構,如將兩者結合,只需在防曬霜添加少量二氧化鈦,便可開發與一般防曬霜具同等防曬系數的產品。這個做法不但可降低成本,而且配方易於調配,更可解決防曬霜在用家、尤其是皮膚黝黑人士皮膚上殘留白印的問題。」而魏教授研發的新型防曬劑採用對人體安全的礦物成份,不但對環境無害,又易於使用,不會像化學防曬產品般令人過敏或引發荷爾蒙失調問題。

「O-sphere sunblocker」採用的防曬因子呈微球狀,由二氧化鈦礦物顆粒組成,微球的空心結構和二氧化鈦之間會產生協同作用,增強紫外線的散射能力(受訪者提供)
與一般物理防曬霜相比,新型物理防曬劑質地更輕透,不易留下白印(受訪者提供)

魏教授的下一步目標是將技術商品化,當中最大的挑戰是如何將新型防曬劑的生產規模擴大至可推出市場。魏教授的公司現正與香港本地業界夥伴開展合作,希望產品可在一至兩年內面世。他期望,日後將技術授權予防曬霜製造商或相關品牌公司。現時已聯絡一些業界友好,他們對新技術的應用反應不俗。

工業應用潛力龐大

除了防曬霜,這種中空結構的二氧化鈦還有其他出乎意料的應用潛力,例如工業白墨印刷。這種技術能令打印在電線管上的細小標籤不易褪色,白墨的微球中空結構更可針對現時高密度的二氧化鈦顏料引致的沉澱,以及其堵塞印刷機噴嘴,影響機器運作的問題。

追溯原由,魏教授娓娓道來﹕「我曾在西班牙的一個學術會議上,提出關於製造中空結構材料的想法。其後有一家使用二氧化鈦製造墨水的公司聯絡我,表示其採用的白墨密度很高,機器噴嘴在一兩天內就會被堵塞,於是問我是否有可能製造中空結構的二氧化鈦,以降低密度,更好地分散墨水。」

魏教授研發的白墨(圖中左邊瓶)採用微球中空結構,相較一般墨水(圖中右邊瓶),可減低高密度二氧化鈦顏料引致的沉澱問題(受訪者提供)

這項技術更可應用於其他護膚產品和工程塑料,例如以中空結構製造輕身的汽車保險桿及內飾物料,以減低其的整體重量,亦有助減少碳排放。

魏教授表示﹕「O-Spheres力求以空心微球技術建立『更環保』的地球。我們希望能透過運用創新科技解決全球面對的環境挑戰,促進可持續發展。」他續說﹕「我們將進一步發掘空心微球技術在不同方面的應用,促進碳中和,為社會建設更美好的未來。」

分享文章:

你有想說的故事嗎?

《走進中大》園地公開,鼓勵大學各部門及成員投稿,分享有意義、富趣味的內容。

無論你是學生、教師還是職員,歡迎踴躍來稿

截稿日期詳看這裏

(來稿採用與否,《走進中大》擁有最終決定權,並有權刪改來稿及決定刊登時間。)