現在、化粧品や日焼け止めクリームのUV防止材に広く使用される酸化チタンは安全性が懸念されている。物質・材料研究機構、北海道大学、広島大学からなる研究チームは、紫外線(UV)を吸収する無色の二核鉄イオンを安定化させた白い鉄さび(酸化鉄系材料)を開発した。酸化チタンの安全な代替品になり得るという。

 酸化チタンは白色顔料やUV 防止材(主に反射させ無害化する散乱材)、光触媒などとして、化粧品や日用品、食品、医薬品、建材などに利用されている。しかし、欧州連合(EU)は2020年に発がん分類区分2に指定し、フランスでは食品利用を禁止。日本での使用制限はないが、酸化チタンへの依存度と市場規模から代替品が求められていた。

 水(やOH基)を配位した二核鉄イオンは、UVを吸収すると酸化チタン以上の光触媒作用を示す。酵素やタンパク質中など天然に遍在するが、合成が難しく不安定。酸化チタン代替材料として安全性や安定性が課題だった。

 今回、研究チームは二核鉄イオンを微細構造の多孔質シリカ粉末(白色)内部に埋め込むことで、安定化に成功。得られた白色のUV吸収材は、有害な光触媒作用が低減され、この粉末を用いた日焼け止めクリームは、現行の酸化チタンに匹敵する性能と安定性を示した。

 酸化チタンよりも安全な物質で白色のUV防止材(吸収し無害化する吸収材)を合成できる指針が得られたことで、今後、化粧品や日焼け止めクリームへの応用が期待される。また、安定化に用いる多孔質シリカの微細構造によっては、鉄二核イオンの高い光触媒作用を維持できるため、空気清浄機等の光触媒への応用も可能としている。

論文情報:【Materials Today Nano】Layered Silicate Stabilises Diiron to Mimic UV-Shielding TiO2 Nanoparticle

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