Capturing UV Sunlight Using Hydrogen-Bond Networks: Organic Sun Screens for Skin Protection

Il riscaldamento globale e l'assottigliamento dello strato di ozono dovuto ai cambiamenti climatici stanno avendo un impatto enorme sulla società umana e sullo sviluppo economico. In questa Proof of Concept (PoC), ci concentriamo su una misura preventiva per contrastare l'aumento dei casi di cancro della pelle causato dall'aumento dell'esposizione nociva ai raggi ultravioletti (UV), un fattore che sta avendo profonde conseguenze a tutti i livelli del settore economico. The most common measure used in the industry to protect the skin from UV rays, is through the application of sunscreens. The safety of the key chemical components of these sunscreens on both humans and marine life, are recurrently a matter of concern and debate in our society. Il PoC CUSHOSP mira a esplorare, attraverso l'intelligenza artificiale generativa all'avanguardia, la progettazione di assemblaggi organici che costituiranno gli elementi costitutivi delle creme solari ecocompatibili di prossima generazione. L'idea radicale alla base di CUSHOSP prevede il riutilizzo delle reti di legami idrogeno (HBN) nelle creme solari per catturare la luce UV e quindi prevenire i danni alla pelle. Il PoC sfrutta le competenze e i promettenti risultati preliminari accumulati grazie all'ERC Consolidator Grant, sulla fisica chimica e la spettroscopia degli HBN come sonde ottiche in grado di emettere luce visibile. Attraverso un team interdisciplinare che coinvolge collaborazioni tra scienziati computazionali e sperimentali, insieme a consulenti del settore, il PoC ha l'ambizione di creare una formulazione chimica che fungerà da candidato principale per una protezione solare organica ed ecocompatibile. Il potenziale di trasferimento tecnologico potrebbe creare un mercato commerciale completamente nuovo per soluzioni di protezione della pelle sostenibili, ecocompatibili e socio-economicamente accessibili, con un impatto sia nel settore della protezione della pelle che in quello cosmetico. Questo, a sua volta, consentirebbe una pianificazione a lungo termine più efficace per affrontare le sfide poste dal cambiamento climatico nei prossimi decenni.

Global warming and the depletion of the ozone layer due to climate change, is having an enormous impact on human society and economic development. In this Proof of Concept (PoC), we focus on a preventative measure for the rising cases of skin cancer induced by the increase in harmful exposure to ultraviolet (UV) radiation, a factor that is having profound consequences at all levels of the economic sector. The most common measure used in the industry to protect the skin from UV rays, is through the application of sunscreens. The safety of the key chemical components of these sunscreens on both humans and marine life, are recurrently a matter of concern and debate in our society. The CUSHOSP PoC seeks to explore, through state-of-the-art generative artificial intelligence, the design of organic assemblies that will form the building blocks of next-generation eco-friendly sunscreens. The radical idea behind CUSHOSP involves the re-purposing of hydrogen-bonding networks (HBNs) into sunscreens to capture UV light and subsequently prevent skin damage. The PoC leverages the expertise and promising preliminary results that have been amassed through the ERC Consolidator Grant, on the chemical physics and spectroscopy of HBNs as optical probes that can emit visible light. Through an interdisciplinary team involving partnerships between computational and experimental scientists along with industry consultants, the PoC has the ambition to create a chemical formulation that will serve as a lead candidate for an organic eco-friendly sunscreen. The potential for technology transfer could create a completely new commercial market for sustainable, eco-friendly, and socio-economically accessible skin protection solutions with impact in both the skin protection and cosmetics industry. This, in turn, would enable more effective long-term planning to address the challenges posed by climate change in the coming decades.