魏涛教授(中)及其团队于2022年10月28日举办的中大创新日展示新研发的物理防晒剂

拒绝微塑料污染﹕环保物理防晒剂

猛烈阳光中的紫外线是皮肤提早衰老、长出黑色素瘤的罪魁祸首。在酷热的热带气候地区例如香港和东亚南国家等,使用防晒霜或其他防晒产品十分重要。然而,市面上有些防晒产品不但刺激皮肤,更对环境造成伤害,是导致珊瑚白化的元凶之一。理学院助理院长(研究)、化学系教授及O-Spheres Limited创办人魏涛教授研发了一项新技术,用于制造一种既能有效防晒,亦对用家和环境无害的防晒剂。

毒害珊瑚

防晒霜和标榜有防晒系数(SPF)的产品都需要添加可过滤紫外线的有效成分。以物理防晒产品为例,会加入二氧化钛和氧化锌来阻挡紫外线﹔而化学防晒产品大多会添加氧苯甲酮,然而这种化学成分对环境有莫大伤害。

魏教授说﹕「为了减低皮肤晒伤和罹患皮肤癌的风险,在防晒产品中添加化学或物理防晒因子均有助阻挡有害紫外线。有机化学防晒因子能吸收紫外线,过往是防晒霜中常用的成分。然而近年,大众开始意识到化学防晒因子带来的各种问题,例如它会刺激皮肤引致敏感,亦可能引发儿童或成人荷尔蒙失调问题,更有研究证实,化学防晒因子会毒害珊瑚。」现时,在澳洲、夏威夷及帕劳等地,已立法禁用化学性防晒产品。

化学防晒因子带来的各种问题,例如它会刺激皮肤引致敏感,亦可能引发儿童或成人荷尔蒙失调问题 (图片来源:Kindel Media)

魏教授补充说﹕「因此我们需要开发一种含100%物理防晒因子的防晒剂。二氧化钛和氧化锌是理想的材料。然而,一般防晒霜若要添加大量物理防晒因子,不但成本昂贵,防晒霜的质地亦会较黏腻,而且难被皮肤吸收,容易在皮肤表面留下白印,影响用家的体验。有生产商会加入聚合物添加剂来减少物理防晒因子的份量,但聚合物含有微塑料,用家涂上防晒霜后,在洗涤、游泳或潜水过程中,会释出微塑料,危害海洋生态,因此已被欧盟禁止使用。」

中空微球结构撃退紫外线

魏教授研发的新型物理防晒剂「O-Spheres Sunblocker」,由二氧化钛矿物颗粒组成,呈微球状,其空心结构能大幅增加紫外线的散射作用,有效过滤 95% 至 98% 的紫外线。

「有次与化妆品公司员工交流,才知道业界一直苦恼如何解决在防晒产品中添加大量二氧化钛所造成的问题。当时想到,我们的团队正正就是研究二氧化钛和中空结构,如将两者结合,只需在防晒霜添加少量二氧化钛,便可开发与一般防晒霜具同等防晒系数的产品。这个做法不但可降低成本,而且配方易于调配,更可解决防晒霜在用家、尤其是皮肤黝黑人士皮肤上残留白印的问题。」而魏教授研发的新型防晒剂采用对人体安全的矿物成份,不但对环境无害,又易于使用,不会像化学防晒产品般令人过敏或引发荷尔蒙失调问题。

「O-sphere sunblocker」采用的防晒因子呈微球状,由二氧化钛矿物颗粒组成,微球的空心结构和二氧化钛之间会产生协同作用,增强紫外线的散射能力(受访者提供)
与一般物理防晒霜相比,新型物理防晒剂质地更轻透,不易留下白印(受访者提供)

魏教授的下一步目标是将技术商品化,当中最大的挑战是如何将新型防晒剂的生产规模扩大至可推出市场。魏教授的公司现正与香港本地业界伙伴开展合作,希望产品可在一至两年内面世。他期望,日后将技术授权予防晒霜制造商或相关品牌公司。现时已联络一些业界友好,他们对新技术的应用反应不俗。

工业应用潜力庞大

除了防晒霜,这种中空结构的二氧化钛还有其他出乎意料的应用潜力,例如工业白墨印刷。这种技术能令打印在电线管上的细小标签不易褪色,白墨的微球中空结构更可针对现时高密度的二氧化钛颜料引致的沉淀,以及其堵塞印刷机喷嘴,影响机器运作的问题。

追溯原由,魏教授娓娓道来﹕「我曾在西班牙的一个学术会议上,提出关于制造中空结构材料的想法。其后有一家使用二氧化钛制造墨水的公司联络我,表示其采用的白墨密度很高,机器喷嘴在一两天内就会被堵塞,于是问我是否有可能制造中空结构的二氧化钛,以降低密度,更好地分散墨水。」

魏教授研发的白墨(图中左边瓶)采用微球中空结构,相较一般墨水(图中右边瓶),可减低高密度二氧化钛颜料引致的沉淀问题(受访者提供)

这项技术更可应用于其他护肤产品和工程塑料,例如以中空结构制造轻身的汽车保险杆及内饰物料,以减低其的整体重量,亦有助减少碳排放。

魏教授表示﹕「O-Spheres力求以空心微球技术建立『更环保』的地球。我们希望能透过运用创新科技解决全球面对的环境挑战,促进可持续发展。」他续说﹕「我们将进一步发掘空心微球技术在不同方面的应用,促进碳中和,为社会建设更美好的未来。」

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