Un montón de cosméticos como lociones de protección solar contienen dióxido de titanio. Estas nanopartículas son polémicas. Los expertos sospechan que pueden tener efectos nocivos en las personas y el medio ambiente. Pero es difícil demostrar que las partículas están en las lociones. Utilizando un método desarrollado por Fraunhoferinvestigadores, las partículas ahora se pueden calcular.
Los cosméticos contienen cada vez más nanopartículas. Un tema especialmente sensible es el uso de partículas minúsculas en cosméticos, ya que el consumidor entra en contacto directo con los productos. Las lociones de protección solar, por ejemplo, tienen nanopartículas de óxido de titanio. Proporcionan protección UV: como una películaestán hechos de infinitos espejos diminutos, se aplican a la piel y reflejan los rayos UV. Pero estas diminutas partículas son controvertidas. Pueden penetrar en la piel si hay una lesión y desencadenar una reacción inflamatoria. Su uso en protectores solares en aerosol también esproblemático. Los científicos temen que las partículas puedan tener un efecto perjudicial en los pulmones cuando se inhalan. Incluso el efecto sobre el medio ambiente aún no se ha investigado adecuadamente. Los estudios indican que el óxido de titanio que se ha infiltrado en las playas públicas a través de protectores solares puede poner en peligro el equilibrio ambiental.Por lo tanto, un requisito de etiquetado ha estado en vigor desde julio de 2013, basado en una directiva de la UE sobre cosméticos y productos para el cuidado corporal.Si se usan ingredientes de tamaño nano en un producto, el fabricante debe aclarar este hecho agregando "nano-" al nombre de ingrediente listado.Debido a los requisitos impuestos por la legislatura, la necesidad de métodos de análisis es enorme.
Determinar tamaños de partículas hasta la escala más pequeña
Los procesos de imagen actuales del microscopio electrónico, como la microscopía electrónica de transmisión o la microscopía electrónica de barrido, se basan en las propiedades de dispersión de la luz. Se utilizan para detectar todas las partículas presentes. No diferencian entre una célula, una nanopartícula, ouna pelusa. Estos métodos son ideales para el estudio de las propiedades y formas de la superficie.
"El proceso de difusión de luz y la microscopía no son lo suficientemente selectivos para muchos estudios, incluidos los exámenes toxicológicos", dice Gabriele Beck-Schwadorf, científica del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Thin Films IGB en Stuttgart. El gerente del grupo y ellaEl equipo ha avanzado y refinado un método de medición existente de una manera que les permite determinar las nanopartículas de titanio dentro de medios complejos que consisten en varios componentes diferentes que son altamente sensibles y delicados. Los investigadores miden partículas individuales por una sola partícula, espectroscopía de masas de plasma acoplada inductivamente o SP-ICP-MS. "Con este método, determino la masa. El titanio tiene una masa atómica de 48 AMU unidades de masa atómica. Si configuro el espectrómetro para eso, entonces puedo apuntar a la medición del titanio", explica Katrin Sommer., químico de alimentos en IGB.
Con la medición de partículas, se pulveriza una suspensión en el plasma que contiene partículas grandes y pequeñas en una distribución no homogénea. La suspensión se debe diluir bruscamente para que se pueda detectar y analizar una partícula de dióxido de titanio tras otra. Los iones sonformado a partir de estas partículas en plasma caliente de aproximadamente 7,000 Kelvins. Llegan al detector del espectrómetro como una nube de iones y se cuentan dentro del tiempo de medición más breve de aproximadamente tres milisegundos. La intensidad de la señal se correlaciona con el tamaño de partícula ". Convertimos la intensidad ennanómetros. Al mismo tiempo, contamos las señales de partículas, a partir de las cuales calculamos la concentración de partículas con una precisión de hasta el diez por ciento. Podemos establecer exactamente cuántas partículas son de un tamaño específico ", dice Sommers, explicando el procedimiento.
Fueron los científicos del IGB quienes desarrollaron originalmente los métodos para medir las nanopartículas de óxido de titanio en las aguas residuales. "Pero el proceso generalmente es adecuado para medios complejos y también se puede aplicar a las lociones de protección solar", indica el investigador. Una característica única de este enfoque: el equipo de IGB realiza el análisis de datos y el procesamiento de datos sin software especializado ". Hemos evaluado estadísticamente los datos sin procesar utilizando un programa informático estándar y, por lo tanto, podemos trabajar independientemente del productor. En comparación con los métodos existentes, SP-ICP-MS implica unaproceso rápido que utiliza límites de detección que se extienden hasta la escala de cantidad ultra-traza por debajo de ppm ". Por ejemplo, una muestra de solo unos pocos mililitros se puede examinar en aproximadamente seis minutos.
Los fabricantes de cosméticos, las empresas de nanotecnología y los consumidores pueden beneficiarse del análisis de partículas para garantizar la calidad de los productos de protección solar y cuidado del cuerpo, pero también los utilizan para analizar agua, agua potable y alimentos. Los investigadores planean medir otras nanopartículas enel futuro también, como el dióxido de sílice. Uno solo puede determinar si un producto contiene dióxido de sílice a través de mediciones complejas. Para establecer la presencia de nanopartículas, primero se debe determinar su tamaño o distribución de tamaños. Según la definición de la UE, la declaraciónlos requisitos se aplican a un nanomaterial si al menos el 50 por ciento de las partículas contenidas son de un tamaño que mide entre 1 y 100 nanómetros nm. Los métodos de análisis anteriores están llegando a sus límites aquí. Esto permite establecer tamaños de partículas solo en soluciones puras.No son adecuados para el análisis de medios complejos que se encuentran en la cosmética moderna. Además, las nanopartículas con diversos químicos prolas relaciones no pueden diferenciarse entre sí de esta manera.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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