현재 화장품이나 선스크린 크림의 UV방지재에 널리 사용되는 산화티타늄은 안전성이 우려되고 있다.물질·재료연구기구, 홋카이도대학, 히로시마대학으로 구성된 연구팀은 자외선(UV)을 흡수하는 무색의 이핵철 이온을 안정화시킨 흰 철 녹(산화철계 재료)을 개발했다.산화티탄의 안전한 대체품이 될 수 있다고 한다.
산화티타늄은 백색 안료나 UV 방지재(주로 반사시켜 무해화하는 산란재), 광촉매 등으로서 화장품이나 일용품, 식품, 의약품, 건축재료 등에 이용되고 있다.그러나 유럽연합(EU)은 2020년 발암 분류 구분 2로 지정했으며 프랑스에서는 식품 이용을 금지했다.일본에서의 사용제한은 없지만, 산화티탄에의 의존도와 시장규모로부터 대체품이 요구되고 있었다.
물(또는 OH기)을 배위한 이핵철 이온은, UV를 흡수하면 산화티탄 이상의 광촉매 작용을 나타낸다.효소나 단백질중 등 천연으로 편재하지만, 합성이 어렵고 불안정.산화티탄 대체 재료로서 안전성이나 안정성이 과제였다.
이번 연구팀은 이핵철 이온을 미세구조의 다공질 실리카 분말(백색) 내부에 내장함으로써 안정화에 성공했다.얻어진 백색의 UV 흡수재는, 유해한 광촉매 작용이 저감되었고, 이 분말을 이용한 선스크린 크림은, 현재의 산화티탄에 필적하는 성능과 안정성을 나타냈다.
산화티탄보다 안전한 물질로 백색의 UV방지재(흡수해 무해화하는 흡수재)를 합성할 수 있는 지침이 얻어지면 향후 화장품이나 선스크린 크림에의 응용이 기대된다.또한, 안정화에 사용하는 다공질 실리카의 미세 구조에 따라서는, 철 이핵 이온의 높은 광촉매 작용을 유지할 수 있기 때문에, 공기 청정기 등의 광촉매에의 응용도 가능하다.
논문 정보:【Materials Today Nano】Layered Silicate Stabilises Diiron to Mimic UV-Shielding TiO2 Nanoparticle
