Biopohjaiset UV-suojaavat materiaalit

Tiivistelmä. Materiaalille voidaan luoda UV-suojaava vaikutus erilaisilla täyteaineilla, kuten esimerkiksi titaanidioksidilla ja sinkkioksidilla. Jotkut materiaalit pystyvät suojaamaan UV-säteilyltä myös ilman erillisiä täyteaineita. Tutkielma tarkoituksena oli esitellä erilaisia biopohjaisia vaihtoehtoja fossiilipohjaisille polymeereille sekä perehtyä niiden UV-suojaaviin ominaisuuksiin. Tutkielmassa keskityttiin näistä biopohjaisista materiaaleista valmistettuihin polymeerisiin UV-suojaavin systeemeihin. Biopohjaisten vaihtoehtojen etsiminen fossiilipohjaisille materiaaleille on yksi kestävän kemian tärkeistä tavoitteista, koska fossiilipohjaiset materiaalit eivät ole uusiutuvia. UV-suojaavat materiaalit pystyvät suojaamaan UV-säteilyltä joko absorboimalla tai heijastamalla säteilyä. Yhdisteen absorboidessa säteilyä säteily nostaa elektronin HOMO-orbitaalilta LUMO-orbitaalille. Mitä konjugoidumpi yhdiste on, sitä pienempi on energiaero sen HOMO- ja LUMO-orbitaalien välillä. Tällöin yhdiste, joka sisältää pidemmän konjugoidun osan voi absorboida pitemmän aallonpituuden omaavaa säteilyä kuin vastaava ei-konjugoitu systeemi. Tutkielman perusteella löydettiin monta potentiaalista biopohjaista UV-suojaavaa polymeerisysteemiä. Monissa tutkimuksissa haasteeksi muodostui näkyvän valon läpäisyn ja UV-säteilyn läpäisyn saaminen tasapainoon. Tämä on haastavaa, koska näkyvän valon aallonpituusalue alkaa heti UV-säteilyn aallonpituuksien loputtua noin 400 nm kohdalla. Materiaalin tulisi läpäistä näkyvää valoa mahdollisimman hyvin, koska se on moniin sovelluksiin haluttu ominaisuus. Samalla materiaalin tulisi estää UV-säteilyn kulku lävitseen mahdollisimman hyvin. Materiaalin tulisi myös säilyttää hyvät mekaaniset ominaisuudet täyteaineiden lisäämisestä huolimatta