Als je een aantal stoffen die tegen UV-straling beschermen bij elkaar doet, heb je nog geen zonnebrandcrème. De stoffen uit zonnebrandcrème die tegen UV-straling beschermen zijn de actieve ingrediënten. Maar om een goede crème te produceren moeten er nog veel meer andere ingrediënten bij. Natuurlijk mogen er dan geen ongewenste reacties optreden tussen de actieve ingrediënten en de rest van de ingrediënten, dit zou ten koste kunnen gaan van de bescherming tegen UV-straling.
De ingrediënten van zonnebrandcrèmes kunnen ingedeeld worden in een aantal groepen:
- oplosmiddelen (water, alcohol en olie);
- stoffen die beschermen tegen UV-straling (actieve ingrediënten);
- vochtregulatoren, om te voorkomen dat de huid uitdroogt;
- antioxidanten, die elektronen af kunnen staan aan vrije radicalen. Anders kunnen deze een kettingreactie kunnen veroorzaken waarbij andere moleculen veranderen in vrije radicalen en in het lichaam veel schade kunnen veroorzaken.
Bij de werking van zonnebrandcrème gaat het dus alleen om de actieve ingrediënten. Deze kunnen op twee manieren bescherming bieden, namelijk door de blokkade (fysisch) of absorptie (chemisch) van UV-straling, waarbij de laatste methode in de praktijk het meeste voorkomt.
Blokkade van UV-straling: bij deze vorm van UV-bescherming is er sprake van reflectie van UV-straling.
De anorganische actieve ingrediënten van zonnebrandcrèmes, vaak metaaloxiden, dekken de huid als het ware af en reflecteren het opvallende licht, net zoals een spiegel licht reflecteert. De metaalverbindingen die hiervoor gebruikt worden in zonnebrandcrèmes zijn slecht oplosbaar en zijn dus als hele kleine deeltjes aanwezig in de crème.
Het is dan ook zo dat de reflectie van UV-straling alleen kan optreden als de opgebrachte laag dik genoeg is, dan wordt namelijk de huid die eronder zit geblokkeerd. Dat is waarschijnlijk de reden dat tegenwoordig nog maar weinig gebruik wordt gemaakt van zonnebrandcrèmes met een fysische bescherming. Niemand heeft natuurlijk zin om een dikke laag crème op te smeren als het op een andere manier ook met een dunnere laag kan. Een voordeel van deze groep stoffen is wel dat er nauwelijks allergie mee wordt opgewekt. Ze zijn in zuivere vorm als poeder verkrijgbaar en zijn dan vooral bedoeld voor gevoelige huiddelen.
Absorptie van UV-straling: stoffen zijn in staat licht te absorberen. Bij deze absorptie wordt door de atomen een bepaalde hoeveelheid energie uit het opvallende licht opgenomen.
Het atoommodel van Bohr laat zien dat een elektron om de kern beweegt in een bepaalde baan. Normaal gesproken is dit in de grondtoestand, een stationaire baan, met de kleinst mogelijke energie. Om het elektron in een baan verder van de kern te laten komen, in een aangeslagen toestand, moet er energie worden toegevoerd, doordat de kern, die positief is geladen, een aantrekkende kracht uitvoert op de negatieve elektronen.
UV-straling is zeer energierijk (hoe kleiner de golflengte, des te energierijker het licht). Deze eigenschap maakt het mogelijk dat UV-straling elektronen van dubbele en drievoudige bindingen en elektronen van vrije elektronenparen van hun plaats kan slaan, die vaak bij zuurstof- en stikstofatomen voorkomen. Zo komen deze elektronen dus in een aangeslagen toestand terecht en absorberen ze de fotonen van UV-straling. Maar ze zenden deze straling ook direct weer uit, in alle richtingen, waardoor er maar een verwaarloosbare hoeveelheid op de huid terechtkomt.
Metaaloxiden, die als stof gebruikt worden om UV-straling te reflecteren, kunnen ook UV-straling absorberen. Metaaloxiden bevatten namelijk zuurstofatomen met vrije elektronenparen. In een metaaloxide worden de vrije elektronen van het oxide-ion, dat een negatieve lading heeft, door een positieve atoomrest van het metaalion bij elkaar gehouden, waardoor ze een binding aangaan. Van deze binding kan UV-straling de elektronen van het oxide-ion ‘wegslaan’, dan wordt de binding tussen metaal- en oxide-ion verbroken. Hier zou UV-straling dus een ioniserende werking hebben; het oxide-ion, O2- raakt zijn twee extra elektronen kwijt en wordt daarom niet meer aangetrokken door het positieve metaalion. Dit is het moment waarop je je weer moet insmeren.
SPF (beschermingsfactor)
SPF is de afkorting voor Sun Protection Factor. Hoewel zowel UVA- als UVB-straling moet worden tegengehouden, is SPF de verhouding van UVB-energie die nodig is voor het ontstaan van een minimum aan erytheem op een beschermde huid tot de hoeveelheid UVB- energie die nodig is voor het ontstaan een het minimum erytheemdosis op de onbeschermde huid. De minimale erytheemdosis wordt afgekort als MED.
Voorbeeld: als iemand ‘s zomers onbeschermd in de zon zit en er na 20 minuten erytheem optreedt, zou deze persoon, ingesmeerd met een SPF 5, tot wel 100 minuten in de zon blijven zitten.
SPF (UVB) = MED (beschermde huid) / MED (onbeschermde huid)
Iemand met een donkere huid hoeft geen SPF 40 te gebruiken en voor iemand die zo bleek is als een spook heeft niks aan SPF 5. Er zijn verschillende huidtypen met ‘bijbebehorende’ zonbeschermingsfactors.
