Effectiviteit van sunblock onderzoeken

Datum: december 2003

Principe:

Aantonen dat een goede zonnebrandcrème UV straling tegenhoudt.

Materiaal:

  • Fluorescerende markerpen
  • UV lampje (vals geld detector)
  • Etos Sunblock
  • Zwitsal Afersun
  • Glycerine
  • Paraffine
  • Wit vel papier
  • Statief
  • Digitale camera

Uitvoering:

  • Maak met de fluorescerende marker een dikke vette streep op het vel papier.
  • Beschijn deze met het UV lampje in het donker en maak een foto.
  • Verdeel de streep grofweg in 4 stukken en doe op elk stuk een beetje van bovenstaande stoffen.
  • Beschijn wederom met UV licht in het donker en maak een foto.

Resultaat:

Voor het aanbrengen van de chemicaliën.
Na het aanbrengen.

Discussie en conclusie:

Zonnebrandcrème UV straling van de zon tegenhouden aangezien ze stoffen bevat die de Ultra Violette (UV) straling tegenhoudt. Teveel UV straling is schadelijk voor planten en dieren omdat de UV straling door zijn hoge energie-inhoud  moleculen in cellen kan stukbreken. UV straling wordt  o.a. gebruikt voor sterilisatie. Bij blootstelling van de huid aan UV straling wordt deze op langere termijn beschadigt en kan huidkanker ontstaan. Het lichaam reageert op het blootstellen aan UV licht in eerste instantie door de huid dikker te maken en een donkere kleurstof (melanine) aan te maken. De huid wordt dan bruinkleurig. Desalniettemin is een langdurige blootstelling van de huid aan UV straling schadelijk.

Sunblockers bevatten "fysische" zonnebrandmiddelen die door verstrooiing van het licht alle zonnestralen tegenhouden. Een voorbeeld is titaanoxide en zinkoxide crème waaraan eventueel ijzeroxide is toegevoegd om het een vleeskleur te geven.

Duidelijk is te zien dat alleen de sunblock de UV straling tegenhoudt aangezien we daar waar deze aangebracht is geen fluorescentie meer kunnen waarnemen.

Paraffine en glycerine worden soms gebruikt in olies. Ze laten UV straling gewoon door. De "aftersun" laat zien dat deze niet ontworpen is om UV straling tegen te houden.

Opmerkingen:

  • Een soortgelijk experiment heb ik gedaan toen ik samen met mijn dochter een bezoek bracht aan NEMO in Amsterdam. Je hebt daar een lab waar je allerlei experimenten kunt doen. Dit is er een van. Het is een experiment dat mooi laat zien hoe je met eenvoudige dingen een serieus onderzoek kunt opzetten.

  • Andere mogelijke onderzoek op zonnebrand crèmes zijn bv:
    1. Houden zonnebrandcrèmes van verschillende merken met een bepaalde faktor ook evenveel UV straling tegen?
    2. Kunnen we inderdaad zien dat hoe hoger de factor van een crème hoe beter deze UV straling tegenhoudt?

  • De "vals geld detector" was toevallig in december 2003 bij Blokker in de aanbieding voor € 1,-. Geen geld voor een apparaatje waarmee je zulke leuke experimenten kunt doen.

  • Als een zonnebrandcrème een factor 10 heeft betekent dat de UV stralingsintensiteit 10 maal verzwakt wordt voor ze de huid bereikt, maar 1/10 de deel wordt doorgelaten.

Literatuur:

Achtergrondinformatie:

FLUORESCENTIE:

De markeerstift die we gebruiken in dit experiment heeft als kenmerk dat de marker fluoresceert. Een effect dat we vooral goed kunnen zien als we de gemarkeerde vlek met UV licht bestralen. Een van de kenmerken van fluorescentie is dat licht van kleur veranderd.

De markermoleculen absorberen elektromagnetische straling en komen daardoor in een aangeslagen toestand terecht (een hoger potentiële energie niveau). Het elektron bewaart deze extra potentiële energie nu enige tijd (enkele miljoensten van seconden) en valt dan weer terug naar een lager energieniveau waarbij dan een foton (licht) wordt uitgezonden. Zoals schematisch weergegeven in nevenstaande figuur. 
Het binnenkomende foton heeft meer energie dan het geëmitteerde foton, doordat een gedeelte van de energie in warmte wordt omgezet. De frequentie van het geëmitteerde foton is daardoor lager dan die van het geabsorbeerde foton. 
Voor zichtbaar licht bepaalt de frequentie de kleur, dus wanneer je licht instraalt op een fluorescerende materie, zal er een licht worden uitgezonden met een kleur meer naar de rode kant van de regenboog. Licht met veel energie (UV licht en blauw licht) veroorzaakt fluorescentie van kleuren met lagere energie zoals groen, geel en rood. 

Het hierboven beschreven proces is de reden dat we in het donker bij bestraling met UV licht de marker zo goed kunnen zien, er wordt dan zichtbaar licht uitgezonden.

ZONNEBRANDCRÈME:

Onderstaand recept heb ik in van mijn oudere boeken gevonden. Ik moet echter bekennen dat ik geen flauw idee heb wat Perozonalbasis eigenlijk  is.

Referentie: Dr. L.P. Edel; Mengen en roeren "1" - 2000 populaire chemische recepten voor iedereen; Kluwer; 5de druk; 1946; p.80.

Stearine                  240 dl
Water                     585 dl
Perozonalbasis          175 dl

De basis wordt met het water op tenminste 96 °C verwarmd. Hiernaast wordt de stearine gesmolten en ook op minstens 96 °C verwarmd. De stearine giet men nu langzaam bij de crèmebasisoplossing. De crème wordt daarna nog 10 minuten op temperatuur gehouden en goed geroerd. Het verdampende water moet aangevuld worden. Hierna laat men onder roeren afkoelen en tenslotte wordt geparfumeerd.

Op 16 maart 2006 heeft Jan Pieterman met mij contact opgenomen. Na wat gezocht te hebben is hij tot de conclusie gekomen dat Perozonal basis een oplossing van waterstofperoxide is.

16-01-2017