ورود مواد نانو به عرصه محصولات آرایشی(محافظ پوست)

 

پوست انسان لایه محافظ طبیعی است که انسان را در برابر بسیاری از مواد محافظت می کند، لکن امروزه با توجه به مخاطرات ناشناخته ناشی از ورود اشعه های UVA، UVB وUVC به جو زمین و اثرات مخرب آنها بر روی پوست بیش از پیش نیاز به استفاده از محافظینی است که پوست را یاری دهند. احساس می شود شناخت و تهیه نانو موادی چون روی اکسید و تیتانیوم دی اکسید و... زمینه ورود این مواد به عرصه تولید مواد آرایشی از جمله محافظین پوست فراهم گردیده به طوریکه امروزه شرکت های زیادی این مواد را در محصولات خود مورد استفاده قرار داده که ضمن کیفیت بخشی به مواد محافظ باعث سودآوری بیشتر نیز شده اند و این خود موجب پیوند بیشتر دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی با بازار تجارت این مواد گردیده است.
مقدمه:
انسان از بدو خلقت خویش به ناچار پیوسته با اشیای محیط زیست خود سر و کار پیدا کرد و با شناخت تدریجی نیازهای خویش و کسب اطلاعات بیشتری درباره خواص آنها آموخت که برای ادامه حیات خود ناچار باید از آنها استفاده کند. با گذشت زمان دریافت که برای استفاده هر چه بیشتر و بهتر از این مواد باید در وضعیت و کیفیت آنها تغییراتی وارد کند و این کار با استفاده از گرما و به ویژه کشف آتش به صورت عملی درآمده بود.
مردم برای مصرف انواع مختلف مواد شیمیایی به منظور آرایش پوست و موی خود دلایل زیادی دارند. و این نیاز باعث شده روز به روز صنعت تولید مواد آرایشی پیشرفت کرده به طوریکه امروزه ورود مواد نانو در ساختار مواد آرایشی اجتناب ناپذیر شده است و در این گزارش سعی شده چگونگی ورود مواد نانو به عرصه مواد آرایشی بخصوص مواد ضد آفتاب و تجارت آنها به اختصار بیان شود.

بحثمحصولات ضد آفتاب با هدف حفاظت از پوست در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید به کار برده می شوند. محصولات ضد آفتاب در اشکال مختلفی تولید می شوند: شیرها ولسیون ها ، کرم ها (بطور معمول در تیوب ها)، ژل ها، روغن ها، اسپری ها و چسب ها.
تشعشع UVA/UVB/UVC: طیف ناحیه فرابنفش بر اساس طول موج به طور قراردادی به 3 بخش UVB،UVA و UVC تقسیم شده است:
اشعه های UVC با انرژی بالا توسط لایه ازون جذب می شوند در حالیکه تنها بخشی از تشعشع UVA/UVB جذب می گردد. افزایش تشعشع UVB با سرطان پوست، آب مرواریدها و آسیب DNA همراه است. گمان آن می رفت که تشعشع UVA با انرژی کم مضر نیست اما امروزه این عقیده وجود دارد که این تشعشع هم به همان میزان UVB خطرناک است گرچه تاثیراتش مدت زمان زیادی میبرد تا خودشان را آشکار سازند. و نیز گمان می رفت که UVA در شکل گیری تومر سیاه رنگ قشر عمیق پوست، بروز خطرناک ترین شکل سرطان پوست، نقش دارد. سرطان پوست معمول ترین شکل سرطان در انگلستان است و شیوع آن در حال افزایش است.
اکثر محصولات ضد آفتاب وابسته به مواد آلی، در برابر UVB حفاظی مناسب تولید می کند که بیشترین تشعشعات شایع را جذب می کند با این وجود برای UVA تنها حفاظی جزیی ایجاد می شود، این امر حتی در محصولات دارای بر چسب با طیف وسیع نیز مشاهده می شود.
فاکتور محافظ در برابر نور خورشید (SPF): SPF عددی برابر با نسبت ثابت و معین زمان پرتوگیری به UV با طیف کامل است (nm400-290)، که نیازمند تولید التهاب پوستی در پوست انسان در حضور محصول ضد آفتاب در پوش 2 میلی گرم بر سانتی متر مربع با زمان برابر غیاب حفاظ است. میزان بزرگی این فاکتور بین 2 تا 60 می باشد.
نوآوری:
قابلیت ویژه ی نانو روی اکسید و تیتانیوم دی اکسید، آنها را به مواد مفیدی در محصولات ضد آفتاب تبدیل کرده است. اهمیت ویژه این مواد به توانایی جذب UVA/UVB و نیز عدم ایجاد واکنش های آلرژیک، بر خلاف دیگر عناصر اصلی و فعال محصولات ضد آفتاب، مربوط می شود روی اکسید مدت های مدید است که در محصولات ضد آفتاب مورد استفاده قرار می گیرد، و همین عنصر است که باعث افزایش مد ozzio criclceter شد که بر طبق آن افراد با نوارهایی بزرگ و سفید رنگ روی بینی و لب هایشان را می پوشانند. این تاثیر در نتیجه پراکندگی نور توسط ذرات روی اکسید ایجاد می گردد.
با این وجود اگر مقدار ذرات روی اکسید را تا حد نانو متر کاهش دهیم، به قدری کوچک می شوند که قادر به پراکندن نور در ضمن حفظ ترکیبات جاذب UV، نخواهند بود. به علاوه محصولات آماده شده با ذرات نانو جذب کنندگان کارآمدتری در هر واحد اند که اجازه فعالیت های بازدارنده بیشتری را می دهند.
یکروز صبح خوشبختی به شکل سوپاپ گازی معیوب که روی مخزن اکسیژن قرار داشت به آزمایشگاه چوی آرجفت سر زد، تمام آزمایشات آرجفت طوری طراحی شده بودند که شرایط آزمایشی یکنواختی را به منظور تولید ذرات با اندازه و توزیع شکل یکنواخت ایجاد نمایند. یک روز پس از صرف نهار با شنیدن صدای هشدار دهنده رآکتورش که در حال تولید صدای صفیر (صدای تماس سریع جسم با هوا) بود، به آزمایشگاه برگشت. او خیلی زود اینگونه استدلال کرد که صدای صفیر در اثر جریان سریع از تامین کننده اکسیژن به سوپاپ ، ایجاد شده است. پس علت اصلی همان سوپاپ معیوب بود. ظاهرا زمان و مواد خام بیهوده از بین رفته بود.. آرجفت از روی کنجکاوی مشتاق بود بداند که این فرآیند چه نوع ذراتی تولید نموده است. مشخص شد که روی اکسید و رای ترتیب معمولش 9 درصد افزایش در جذب UVA داشته است و نیز اینکه نیروهای حرکتی داری شتاب در این مرحله (حرکات ناقص) نوعی کشیدگی اضافی در شکل نانو کریستالی تولید نموده که احتمالا نیروی جذب UVA افزایش یافته را تامین می کند. در نتیجه بهینه سازی، این تکنیک حداقل 20 درصد افزایش بازده می دهد. (شرکت UWY در این فرایند دارای حق انحصاری است.)
محاسبات ارائه شده توسط استونی در رابطه با توزیع شکل و اندازه تولید شده مطابق با یافته های تجربی می باشد. این گروه هم اکنون در جستجوی تاثیرات جذب UV مشابه در سایر مواد مثل تیتانیوم دی اکسید و نیز سایر نواحی می باشند که در آنها توزیع شکل و اندازه ویژه می تواند فواید زیادی در اجزای فیزیکی، نوری و الکترونیکی مواد مرکب به دنبال داشته باشد.
برخی از نمونه های اولیه روی اکسید به منظور توسعه فرمول سازی کرم ضد آفتاب برای آزمایشات مربوط به پوست شناسی و جذب نور آفتاب در اختیار اُرلا موریارتی قرار گرفت.
نتیجه شش ماه کار شامل پروژه پژوهش های علمی فرمول سازی فاکتور 35 خاصیت ضد آفتاب بر اساس روی اکسید بود. شامل :آب، روی اکسید، برخی نانو اکسیدهای تیتانیوم، گلیسرین و مقداری استر (نمک آلی) برای امولسیون سازی. افزودن مقداری سالی سیلات برای افزایش جذب UAB الزامی بود این فرمول بندی می توانست به عنوان اساس و پایه تولیدات مصنوعی به کار رود.
همچنین افزودن مقداری ویتامین E خاصیت تنظیف کنندگی را در پی دارد که برای مراقبت از پوست مفید به نظر می رسد، مقداری خوشبو کننده هم اضافه می شد. این فرمول به طور طبیعی مزیت ضد آب بودن را نیز داشت. فرمول تولید محصولی با خاصیت ضد آفتابی بالا با کاهش 20 درصدی میزان روی اکسید معمول مورد نیاز به دست آمد. برای هر 100 گرم از این محصول به طور تقریبی 13 گرم روی اکسید مورد نیاز بود. همچنین لوسینی بر اساس پارافین مایع تولید شده بود.
ماده دیگری که می شد اضافه کرد کاراگینان، عصاره نوعی علف دریایی بود، که استفاده از آن در لوازم آرایشی رایج شده بود. کاراگینان موجود در محصولات آرایشی با تبخیر آب از پوست تاثیر خنک کنندگی روی پوست داشت.
ورود دانشگاه به عصر سرمایه گذاری و تولید مواد نانو برای محصولات آرایشی: شرکت[1] در یورگشایر غربی برای نوآوری های خود شرکت دیگری را تاسیس کرد.
این شرکت [2]مجهز به پرسنلی است که وظیفه شان شناسایی محصولات دانشگاه، انجام خدمات بازرگانی و نیز کمک به انجمن های درگیر در زمینه های حقوق استعدادهای فکری، طرح های مربوط به داد و ستد و بازرگانی، بازاریابی و سرمایه گذاری می باشد.
همانطور که در سیاست دانشگاه ذکر شده تمام حقوق مربوط به نوآوری های ارائه شده در طی تحقیقات انجام گرفته توسط کارکنان مربوطه به دانشگاه می باشد (مگر تحت شرایط خاص یعنی در صورتیکه بر سر این مسئله توافق صورت گیرد و نیز دانشگاه به نفع یک شرکت حقوق استعدادهای فکری [3]را نادیده نخواهد گرفت اما حقوق دارای پروانه انحصاری اعطاء می کند. هیات حاکمه دانشگاه می بایست به تمام شرکت ها مجوز همکاری دهد که البته این امر تنها در صورتی قابل اجرا است که اصل حقوق استعدادهای فکری توسط مدیریت آینده شرکت جدید مورد موافقت قرار گیرد. البته، دانشگاه همواره خواستار موفقیت شرکت است از این رو، تعرفه های گمرکی به طور معمول در سطوح مطلوب قرار می گیرند تا اینکه تنها در قالب توافقنامه های تجاری مورد استفاده قرار گیرند.
همچنین این شرکت(2) دارای تیمی از مشاوران است که انجام خدمات مشاوره ای در موضوعات مختلف منصوب شده اند. خانم ویکتوریا گانتن 42 ساله، دارای مدرک دکترای داروسازی یکی از مشاوران این شرکت است که در حیطه نانوتکنولوژی فعالیت می کند. پس از پایان تحصیلاتش در دانشگاه وی مدت 5 سال را به عنوان دانشمند [4]Ltd را راه اندازی نمود، که برای انجام سفارشات دارویی شکل گرفت. این شرکت پیش از انکه با مبالغ نسبتا کم توسط 4 تن از اعضاء و دیگر سهام داران خریداری شود با مدیریت گانتن مدت 8 سال را با موفقیت در امر تجارت سپری نمود.در یک شرکت داروسازی بزرگ سپری نمود که این مسئله به قبل از زمانی برمی گردد که وی به همراه 4 نفر از هم دانشگاهیانش شرکت داروسازی
ورود به عرصه تجارت
نانوترونیکس[5]: آزمایشگاه آرجنت نمی توانست از تولید بیش از 20 گرم ماده برای تولید محصول بیشتر در هفته پشتیبانی کند، که از کمیت های صنعتی مورد نیاز به دور بود.
با این وجود به نظر می رسید که تولید مجدد آن در محیطی صنعتی نیازمند تجهیز با ابزار جدید یا تولید با تجهیزات جدید پر خرج نباشد. کنترل جریان میزان گاز، عملا توسط تغییر و تبدیلات فرعی با تجهیزات صنعتی مرسوم مورد استفاده قرار می گرفت. به طور معمول میزان جریان گاز در میزان بهینه به طور ثابت باقی می ماند که این میزان برای تولید ذرات نانو با اندازه ثابت تعیین شده است.
رویکردهایی از این دست منجر به تولید مواد نانو و اکسیدهای مورد نیاز در فرایند رسوبگیری بخار نانوترونیک شده است. توافق های بدون افشاسازی [6] توسط مشاوران حقوقی تنظیم و امضاء شده است بنابراین راه برای انجام برخی آزمایشات توسط شرکت هموار گردید و نانوترونیک در امر تولید مجدد توزیع شکل و اندازه مطلوب مواد موفق عمل نمود.
مشاوران حقوقی و نماینده انحصاری شرکت به منظور تنظیم توافقنامه میان نانو ترونیکس و شرکت دانشگاهی منصوب شدند. نانوترونیکس پذیرفت که در هر دو ماه تا میزان 8/0 تن از روی اکسید را در میزان رقابتی تامین کنند. در ازای آن خواستار حق تولید روی اکسید و توزیع به دو شرکت اختصاصی در زمینه رنگ های مقاوم UV شدند. شرکت دانشگاهی 2 درصد از درآمد حاصله از فروش را به دست خواهد آورد که در حدود 90 کیلو در هر تن می باشد. اعضای نانوترونیکس گمان کردند که سرمایه برای فروش 50 تن در سال را در اختیار دارند. (بدیهی است که جریانی مشابه تجارت در تولید مواد خام برای صنعت لوازم آرایشی و محصولات ضد آفتاب وجود دارد). در واقع این موضوع ورود صنعت محصولات ضد آفتاب به عنوان بازیگری مستقل در صحنه تجارت است.
شرکت UWYL با چند فروشگاه زنجیره ای قرار دادهای اولیه تولید حداقل یک روغن ، کرم و اسپری را که محافظ پوست در برا بر نور خورشید بودند ، منعقد کرد.
فروشگاه ها به طور معمول 35 تا 40 درصد از بهای فروش به صورت خرده فروشی را دریافت می کردند که با احتساب محصولات دارای مارک تجاری آن شرکت این مبلغ به 50 درصد هم می رسید. ولی آیا می توان تجارتی سود آور را از طریق امضای قراردادهایی با فروشگاه های زنجیره ای به دست آورد؟ این امر مستلزم توسعه فرمول سازی روغن و کرم به اضافه آزمایشات مربوط به پوست شناسی شامل مدت تقریبی 6 ماه با زمینه کار بنیانی اُرلا موریارتی بود.
در اینجا نگاه گذرا به نمونه از جداول مربوط به فروش محصولات آرایشی در انگلستان ، اروپا وجهان (صفحه 5و6) نشان می دهد که از نظر تجاری ورود مواد نانو به این عرصه کاملا توجیه پذیراست ومی تواند همراه با سودآوری بیشتر وکیفیت بخشی به محصولات وکاهش هزینه ها باشد.
بنا براین از آنجا که اهداف تحقیقات نانو تکنولوژی بسیار پایه ای ، دراز مدت وفرارشته ای است وریسک های زیادی ممکن است برای صنعت به همراه داشته باشد ، بایستی تیم هایی از فیزیک دانان ، شیمی دانان ، بیولوژیست ها، ومهندسان برای توسعه این رشته تشکیل شده و دولت ها نیز از این نو.ع تحقیقات حمایت جدی کنند. وکشور ما نیز هنوز فاصله چندانی با این فناوری های جدید ندارد ،لذا ورود به این عرصه برای دانشمندان ما دور از دسترس نخواهد بود .