Безопасный пигмент для косметики создали в СПбГУ

Химики Санкт-Петербургского государственного университета синтезировали новые биосовместимые пигменты на основе наночастиц гидроксиапатита — минерала, входящего в состав зубной эмали и костной ткани человека. Полученные пигменты красных цветов нетоксичны и могут стать экологичной заменой органическим красителям, которые используются в производстве косметики и нередко наносят вред коже. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Optical Materials.

Образцы бальзамов для губ, окрашенные с помощью новых пигментов. Фото предоставлено Михаилом Вознесенским

Сегодня в декоративной косметике широко применяются яркие органические красители, которые отличаются своей невысокой стоимостью, однако они недостаточно стойкие. Кроме того, такие компоненты не всегда безопасны для человека и окружающей среды: одни могут вызывать аллергию, другие — накапливаться в организме и приводить к онкологическим и эндокринным заболеваниям. Альтернативой существующим сегодня органическим красителям могут служить неорганические пигменты — твердые порошки, устойчивые к свету и химическому воздействию. Однако некоторые из них содержат токсичные металлы, что также негативно влияет на здоровье человека и экологию в целом.

Ученые Санкт-Петербургского университета нашли способ создания биосовместимых пигментов, лишенных этих недостатков. «Наше решение: окрашивать безопасную белую матрицу — гидроксиапатит ионами железа. Таким образом, мы можем получить красивые оттенки красного, которые подходят для создания губной помады, теней и другой декоративной косметики», — сказал первый автор работы, магистрант-химик СПбГУ Дмитрий Ткаченко.

Чтобы «управлять» цветом наночастиц, исследователи изменяли условия синтеза, такие как уровень pH (водородный показатель) и количество добавляемого железа. Это позволило получить целую гамму оттенков — от нежно-розового до насыщенного красного. Параллельно с разработкой пигментов химики университета выяснили принципы роста наночастиц и влияние условий синтеза на их конечные свойства: цвет, размеры, форму и особенности строения.

Как отмечают исследователи, такой практико-ориентированный подход делает разработанную методику не только доступной и дешевой, но и гибкой: с ее помощью можно «настроить» цвет полученных пигментов или другие требуемые характеристики, создавая материалы с заданными свойствами. Оказалось, что определить точный оттенок порошковых пигментов совсем не просто. Фотографии и сканы образцов искажали цвета, а специализированные приставки к стандартным лабораторным приборам стоили дорого, процедура измерения цвета требовала особых навыков и необратимо портила образцы. Для решения этой проблемы химики СПбГУ использовали портативный колориметр.

«Для измерения цвета оказалось достаточно взять простой колориметр (это доступно любому желающему) и получить результат не хуже, чем при использовании дорогостоящего оборудования, которое могут себе позволить только крупные компании, специализирующиеся на подборе цвета. Это делает разработанную нами методику по-настоящему доступной для любого», — сказала автор работы, член группы синтеза и исследования наночастиц и наноматериалов СПбГУ, руководитель гранта РНФ Наталья Бобрышева.

На основе новых пигментов ученые приготовили пробный бальзам для губ, который при нанесении придал коже желаемый красный оттенок. Как отмечают исследователи, полученное декоративное средство еще и полезное: наночастицы, входящие в состав, поглощают ультрафиолетовое излучение и помогают защищать кожу от солнца. Кроме того, испытания показали, что оно не способствует размножению бактерий, что особенно важно для косметики, контактирующей с кожей. Проведенное исследование открывает путь к созданию целой палитры экологичных и безопасных пигментов для косметической промышленности. В дальнейшем ученые планируют расширить набор образцов и разработать математическую модель, которая позволит прогнозировать цветовые характеристики будущих материалов еще на стадии их проектирования.

Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ