Absorption: Wie Sonnencreme deine Haut effektiv schützt
20. OKTOBER 2024
UV-Filter schützen die Haut, indem sie schädliche UV-Strahlen absorbieren und unschädlich machen. Aber wie genau funktioniert das? In diesem Artikel erfährst du, was Absorption bedeutet, wie UV-Filter arbeiten und warum ihre Kombination in Sonnenschutzprodukten so wichtig ist. Entdecke außerdem ein interaktives Widget, mit dem du die Wirksamkeit verschiedener UV-Filter vergleichen kannst!
>>> Hier gehts direkt zum Widget!
Überblick
- Was ist Absorption?
- Was sagt mir das Absorptionsspektrum?
- Interaktives UV-Filter Widget
- Was ist der Unterschied zwischen Absorption und Extinktion?
Was ist Absorption?
Dieser Begriff gilt für eine Vielzahl von Phänomenen. Es gibt z.B. chemische Absorption, bei der Stoffe oder Substanzen in einem Material aufgenommen werden. Ozeane absorbieren z.B. CO2. Bei höheren Temperaturen weniger als bei kalten. Leider also ein selbst verstärkender Effekt beim Klimawandel...
Bei physikalischer Absorption geht es um Strahlung oder Wellen, wozu auch Licht gehört. (Achtung: auch chemische UV-Filter absorbieren das Licht physikalisch.) Schwarze Gegenstände absorbieren besonders viel Licht. Die Energie des Lichts verschwindet aber nicht, sondern wird in Wärme umgewandelt. Daher ist es in schwarzer Kleidung im Sommer etwas wärmer als in heller. Besonders schön sind Polarlichter, die unsichtbare kosmische Strahlung absorbieren und in sichtbares grünes und blaues Licht umwandeln.
Bei einer Absorption geht nichts verloren. Stoffe oder Strahlungen nehmen nur einen anderen Zustand an. Sowohl Masse als auch Energie kann nicht vernichtet, sondern nur in eine andere Form umgewandelt werden.
Absorption ist nicht zu verwechseln mit Adsorption. Bei einer Adsorption werden Substanzen nicht vollständig aufgenommen, sondern nur an der Oberfläche angelagert.
Was sagt mir das Absoptionsspektrum?
So wie es bei der Wärme unterschiedliche Temperaturen gibt, gibt es beim Licht unterschiedliche Wellenlängen. Das Absorptionsspektrum eines UV-Filters beschreibt, welche Wellenlängen des UV-Lichts der Filter absorbiert. UV-Licht besteht aus verschiedenen Wellenlängen, die von UVB-Strahlen (280-320 nm) bis zu UVA-Strahlen (320-400 nm) reichen.
UVB-Strahlen sind kurzwelliger als UVA-Strahlen. Daher sind die Spektren weiter links im Diagramm. Rechts von UVA würde das sichtbare Licht kommen. Angefangen mit Blau (Violett) bis hin zu allen anderen Farben. Je größer die Fläche unter der Absorptionskurve, desto effektiver ist der UV-Filter in diesem Bereich. Eine gute Filterkombi sollte sowohl UVB- als auch UVA-Strahlung effektiv absorbieren, um sowohl vor Sonnenbrand als auch vor langfristigen Hautschäden wie Photoaging und Hautkrebs schützen zu können.
Es ist wichtig, dass UV-Filter nicht nur stark absorbieren (Höhe des Spektrums), sondern auch breitbandig. Man kann es sich wie ein Fußballtor vorstellen: Es ist gut, wenn der Torwart groß ist oder hoch springen kann, aber er sollte sich auch seitlich bewegen können, um kein Tor zu kassieren. Einen ähnlichen Effekt kann man auch mit mehreren Torwarten / UV-Filtern erzielen.
Interaktives UV-Filter Widget
Hier kannst du die Absorptionsspektren der gängigen UV-Filter visualisieren und miteinander vergleichen.
Anleitung: Mit einem Klick auf die Filter in der Legende unter dem Diagramm, kannst du sie an- oder abwählen. Mit Doppelklick auf einen Filter wählst du es alleinig aus oder lässt alle Filter wieder erscheinen.
>>> Eine Beschreibung aller UV-Filter findest du hier.
Achtung: die genaue Form und Höhe der Spektren von partikulären Filtern hängt teilweise maßgeblich von der Partikelgröße ab.
Im nächsten Diagramm kannst du als nächstes Filter miteinander kombinieren und das additive Spektrum betrachten. Also wie sich mehrere Filter gegenseitig ergänzen und zu einem Gesamtspektrum aufsummieren. Als Beispiel siehst du hier zunächst die UV-Filter des UVA-Boosters.
Achtung: das reelle Gesamtspektrum hängt natürlich von der genauen Zusammensetzung und Formulierung ab.
Extinktion
Neben der Absorption gibt es auch das Konzept der Extinktion. Extinktion beschreibt die Gesamtheit aller Lichtphänomene, die dazu führen, dass Licht nicht ungehindert durch ein Material dringt. Sie umfasst:
- Absorption (die Aufnahme von Lichtenergie)
- Reflexion (das Zurückwerfen von Licht, wie bei einem Spiegel)
- Streuung (das ungerichtete Ablenken von Licht, wie bei einer weißen Wand)
Extinktion = Reflexion + Streuung + Absorption
Strenggenommen sprechen wir bei UV-Filtern nicht nur von Absorption, sondern Extinktion. Mineralische Filter reflektieren zusätzlich einen kleinen Anteil, ansonsten sind bei UV-Filtern Reflexion und Streuung zu vernachlässigen. Der Hauptanteil wird absorbiert und somit der Lichtschutzfaktor erhöht.
Fazit
UV-Filter sind essentiell, um die Haut vor den schädlichen Auswirkungen der Sonne zu schützen. Sie arbeiten, indem sie UV-Strahlung absorbieren und in unschädliche Wärme umwandeln. Jeder UV-Filter hat ein charakteristisches Absorptionsspektrum, das bestimmte Wellenlängenbereiche abdeckt. Indem Sonnenschutzprodukte mehrere UV-Filter kombinieren, bieten sie umfassenden Schutz vor UV-Strahlung.
Für einen optimalen Schutz solltest du Sonnenschutzmittel mit breiten Absorptionsspektren und hoher SPF- und UVA-Schutz-Kennzeichnung verwenden.
Eure Ying
Ingenieurin, Cosmetic Scientist und Gründerin von Skingineered
1 comment
Wieder mal ein sehr interessanter und informativer Artikel! Wieder was gelernt 😊.