UV Absorberende Nanodeeltjes

UV absorberende materialen beschermen producten tegen de invloed van zonlicht. Deze materialen zorgen voor een langere levensduur van producten, en dus een hogere toegevoegde waarde. Er kan bijvoorbeeld gedacht worden aan gezondheidsproducten zoals effectieve zonnecrèmes die de huid tegen schadelijke UV straling beschermen, maar ook (auto)lakken die langer hun kleur behouden.

Nanomaterialen hebben de potentie om een hogere UV bescherming te realiseren dan bestaande materialen. Partijen die in staat zijn deze materialen te ontwikkelen, te produceren en in producten te verwerken creëren een voorsprong in de wereldwijde industriële concurrentiestrijd.

De hoofddoelstellingen van het RAAK Pro project “UV absorberende nanodeeltjes” zijn het ontwikkelen van unieke kennis over het ontwerpen, produceren, karakteriseren en gebruiken van UV absorberende nanodeeltjes, het verbeteren en verdiepen van het curriculum van Zuyd Hogeschool, en het voor bedrijven mogelijk maken om nanodeeltjes te gebruiken in een breed scala aan toepassingen.

In het onderzoek binnen dit RAAK Pro project is de synthese, de karakterisatie en het gebruik van TiO2 en ZnO nanodeeltjes onderzocht om schadelijk UV licht te blokkeren. Deze nanodeeltjes zijn door hun afmeting (kleiner dan 30 nm):
a) transparant (geven geen lichtverstrooiing doordat ze kleiner zijn dan de golflengte van zichtbaar licht).
b) makkelijk als additief aan een groot portfolio van producten toe te voegen.
c) het meest efficiënt voor UV absorptie (zie ook het RAAK Pro voorstel).
We hebben beide soorten deeltjes succesvol gemaakt binnen het project. Bij het gebruik hebben we ons in het project gericht op toepassing in huid-beschermende cosmetica en UV beschermende coatings of folies voor zonnecellen.

In het project hebben we succesvol deeltjes gemaakt en ingebouwd in materialen. De onderzochte nanodeeltjes absorberen UV licht goed, maar breken het (matrix)materiaal af waarin ze zijn aangebracht (door absorptie van UV licht worden zog. reactieve radicalen gevormd die het materiaal kapot maken). Het voorkomen dat de materialen, direct om de nanodeeltjes heen, stuk gemaakt worden en dus de levensduur van het product beperken, was een grote uitdaging in het project.

Het voorkomen dat de deeltjes het product kapot maken, is essentieel voor bedrijven om de deeltjes in hun producten te kunnen gebruiken. Deze uitdaging is binnen het project aangepakt via twee strategieën:
1) Doteren van de deeltjes met andere materialen: was succesvol maar zorgde voor ongewenste verkleuring van het materiaal.
2) Isoleren van de deeltjes: de deeltjes omhullen met een dun silica schilletje (wat voorkomt dat de radicalen de buitenkant van het deeltje kunnen bereiken en zo verhindert dat het materiaal waar de deeltjes in zitten stuk gaat). Dit was deels succesvol, en hier zal verder aan gewerkt worden tijdens het Top-up project.