Silica

Voor jou als gebruiker is silica in de eerste plaats een ingrediënt dat het huidgevoel en het uiterlijk van een product verandert. Het poeder neemt overtollige talg en vocht aan het oppervlak op en laat een mat, poederig en fris gevoel achter. Daarom profiteren vooral mensen met een vette of gemengde huid, bij wie het gezicht in de loop van de dag gaat glanzen. Een matterende primer of een losse finishing powder met silica houdt make-up langer fris en vermindert zichtbare glans. Wie een droge huid heeft, let er best op dat de rest van de formule voldoende vocht levert.

Het tweede merkbare effect is de zogenaamde soft focus: door de lichtverstrooiing aan de deeltjes vallen fijne lijntjes, poriën en kleine oneffenheden minder op en oogt de teint egaler. Dit effect is puur optisch en verdwijnt weer bij het afschminken. In foundations en vloeibare make-up zorgt de stof er bovendien voor dat het product zich licht en gelijkmatig laat verdelen en zijdezacht aanbrengt. Vooral in oogschaduw, wenkbrauwpaletten en make-uppaletten is silica aanwezig in meer dan 50 procent van de producten.

Ook bij de reiniging kom je het ingrediënt tegen: in tandpasta dient het als poetsmiddel dat tandplak door zacht schuren verwijdert, en in scrubs zorgt het voor een milde schuurwerking. In deodorants bindt het vocht, in haarstylingproducten en haarkleuringen stabiliseert het de formule. Met ruim 11 procent van alle geregistreerde cosmeticaproducten behoort silica tot de meest gebruikte hulpstoffen überhaupt.

Wat je niet mag verwachten: silica strijkt rimpels niet blijvend glad, vult geen vochtdepots en verandert de talgproductie niet. De stof werkt fysisch aan het oppervlak, absorbeert, verstrooit licht en verbetert de textuur, meer niet. Juist bij een zeer droge of rijpere huid kan een hoog silicagehalte in poeders het huidgevoel droog laten aanvoelen en fijne lijntjes eerder benadrukken dan camoufleren als het product te dik wordt aangebracht. Voor de meeste huidtypes blijft het ingrediënt onopvallend, en het nut ervan zit in het product, niet in een werking op de huid zelf.

Silica zit in een breed spectrum van producttypes: in losse en geperste poeders, foundations, primers, concealers, oogschaduw, rouge, lippenstiften, nagellak en tandpasta's, maar ook in matterende gezichtscrèmes en serums. Afhankelijk van het product vervult de stof een andere hoofdtaak: in poeders werkt het als antiklonter- en droogmiddel, in emulsies als verdikkings- en stabilisatiemiddel, in tandpasta als schuurmiddel. De gebruikte hoeveelheid hangt af van deze functie; in wenkbrauwpaletten, oogschaduw en nagellak zit de stof in ruim meer dan de helft van de geregistreerde producten. Concrete maximumwaarden schrijft de EU-cosmeticawetgeving voor de normale, niet-nanoscopische vorm niet voor.

Zinvolle combinaties volgen uit de functie: in matterende dagcrèmes voor de vette huid wordt silica gecombineerd met lichte, niet-vettende basissen, zodat het absorberende effect niet door rijke oliën wordt tenietgedaan. In make-up vult het pigmenten aan, verbetert het de hechting op de huid en zorgt het ervoor dat kleurdeeltjes gelijkmatig worden verdeeld. Fabrikanten modificeren het poeder soms aan het oppervlak, bijvoorbeeld met trimethylsilaan; het resultaat draagt de eigen INCI-naam Silica Silylate en geldt als synthetische hulpstof. Gebruik je een matterende primer, breng die dan dun aan op de glanzende zones en laat hem even intrekken voordat de foundation volgt.

Silica is niet geschikt als enige werkzame stof tegen een droge huid, rimpels of onzuiverheden, omdat het uitsluitend fysisch werkt. Wie overweegt kiezelzuurpreparaten in te nemen, moet weten dat de cosmetische hulpstof daar behalve het basismateriaal niets mee gemeen heeft; hier gaat het uitsluitend om uitwendig gebruik. De volgende tips helpen je het ingrediënt juist in te schatten:

• Vette en gemengde huid: Olievrije gels, primers en poeders met silica binden glans gedurende de dag.
• Droge huid: Silicahoudende poeders alleen spaarzaam en over een hydraterende verzorging gebruiken.
• Make-up: Voor een soft-focuseffect zijn finishing powders met een hoog silicagehalte geschikt, dun aangebracht.
• Tandverzorging: Als poetsmiddel verwijdert silica aanslag door schuurwerking.
• Haarproducten: In haarstylingproducten en kleuringen dient het als verdikkings- en vulstof.

Silica is in de EU-cosmeticaverordening (EG) nr. 1223/2009 niet beperkt; CosIng vermeldt voor de niet-nanoscopische vorm geen beperking en geen maximumconcentratie. Het in cosmetica gebruikte amorfe kiezelzuur is zowel door de Cosmetic Ingredient Review (CIR) als door het wetenschappelijk comité SCCS toxicologisch beoordeeld; beide instanties beschouwen het onder gebruikelijke toepassingsomstandigheden op de huid als veilig. Basis daarvoor zijn de geringe oplosbaarheid in water, de chemische inertheid en het ontbreken van een kristalstructuur bij deze vorm. Op de huid wordt de stof daarmee zeer goed verdragen en hij geldt ook in gecertificeerde natuurlijke cosmetica als toegelaten.

De vaak aangehaalde classificatie als carcinogeen betreft uitsluitend kristallijn siliciumdioxide, dat het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) in groep 1 indeelt, en wel met betrekking tot chronisch inademen, bijvoorbeeld op de werkplek. Deze kristallijne vorm wordt in cosmetische producten niet gebruikt en is daar ook niet voor toegelaten. Voor nanoscopisch siliciumdioxide geldt een eigen INCI-naam, Silica (nano), en het SCCS beveelt een beoordeling per geval aan op basis van structuur, oppervlak, oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid. Volgens de beschikbare gegevens dringen nanodeeltjes nauwelijks of helemaal niet door een intacte huid, en onder normale gebruiksomstandigheden is geen systemische toxiciteit aangetoond.

Het enige relevante risico ligt in het inademen van fijne deeltjes uit losse poeders of sprayproducten: ook amorf siliciumdioxide kan bij langdurige of herhaalde blootstelling de bovenste luchtwegen irriteren, vooral als de deeltjes kleiner zijn dan 10 micrometer. Om die reden schrijft de Europese verordening voor nanoscopisch siliciumdioxide voor dat het oppervlaktegemodificeerd en onoplosbaar moet zijn en niet mag voorkomen in producten die bedoeld zijn om in te ademen, zoals sprays of aerosolen. Aangebracht op de huid zijn er geen aanwijzingen voor irritatie of sensibilisatie; beoordelingsportalen vermelden de stof in alle categorieën zonder waarschuwing.

Silica is de Engelse en tegelijk internationale benaming voor siliciumdioxide, in het Nederlands ook kiezelzuur of silica genoemd. Chemisch gaat het om het belangrijkste oxide van het element silicium met de formule SiO2, dat in de natuur meestal als kwarts voorkomt. Zand bestaat voor het overgrote deel uit dit mineraal, en ook de aardkorst is er voor een groot deel uit opgebouwd. Daarnaast komt siliciumdioxide voor in zandsteen, klei en graniet en is het zelfs te vinden in weefsels van sommige planten en dieren. De stoffamilie behoort tot de meest voorkomende en tegelijk veelzijdigste materialen überhaupt, met talrijke natuurlijke mineralen en synthetische producten.

Siliciumdioxide komt voor in twee fundamenteel verschillende structuren: kristallijn en amorf. Tot de kristallijne vormen behoren kwarts, tridymiet en cristobaliet als hogetemperatuurvormen, evenals stishoviet en coesiet, die onder hoge druk ontstaan. Amorfe, dus niet-kristallijne varianten komen in de natuur voor als opaal en als diatomeeënaarde. In cosmetica wordt overwegend synthetisch geproduceerd amorf siliciumdioxide gebruikt, waarbij de amorfe vorm in principe van natuurlijke of synthetische oorsprong kan zijn. Natuurlijk kwartszand dient daarentegen vooral de bouwsector en de keramiek- en glasproductie.

De synthetische variant wordt pyrogeen siliciumdioxide of synthetisch amorf kiezelzuur genoemd. Fumed silica, kwartsglas, opaal en aerogels laten zien hoe breed het spectrum aan verschijningsvormen van dezelfde stof is. Naast cosmetica gebruiken de kunststof- en rubberindustrie, bijvoorbeeld voor autobanden, de halfgeleidertechniek en de geneesmiddelen- en levensmiddelenfabrikanten het materiaal; in levensmiddelen staat het bekend onder het nummer E551. In cosmetische formules heeft de stof drie klassieke toepassingsgebieden: als poetsmiddel in tandpasta, als opacifiërend middel in poeder en rouge en als absorptiemiddel in deodorants. Naast het zuivere siliciumdioxide komt in producten ook gehydrateerd siliciumdioxide voor, waarvan de eigenschappen per vorm kunnen verschillen.

Siliciumdioxide is een anorganische, minerale vaste stof die chemisch en thermisch zeer stabiel en daarmee grotendeels inert is. Alle vormen zijn wit of kleurloos, alleen verontreinigde monsters zien er gekleurd of ondoorzichtig uit. Het in cosmetica gebruikte amorfe kiezelzuur lost nauwelijks op in water en heeft geen geordende kristalstructuur. In de vaste stof is elk siliciumatoom omgeven door vier zuurstofatomen, waardoor een driedimensionaal netwerk ontstaat. De molmassa van de formule-eenheid SiO2 bedraagt ongeveer 60 g/mol, de stof draagt het CAS-nummer 7631-86-9 en staat in CosIng vermeld met de functies schurend, absorberend, antiklontering, zwellend, opacifiërend en viscositeitsregelend.

• Absorptievermogen: Synthetisch amorf siliciumdioxide kan tot 40 procent vocht opnemen en dient daarom als adsorptiemiddel voor vloeistoffen en oliën.
• Antiklontermiddel: In poeders voorkomt het dat de deeltjes samenklonteren en verhoogt het de strooibaarheid, hechting en absorptie.
• Structuurvormer: Het poeder bouwt in gels een structuur op en stabiliseert suspensies en emulsies.
• Viscositeit: Afhankelijk van de gebruikte hoeveelheid verdikt het formules of reguleert het hun vloeigedrag.
• Uiterlijk: Als opacifiërend middel vermindert het de transparantie en lichtdoorlatendheid van een product.
• Temperatuurgedrag: Kwarts is bij kamertemperatuur de stabielste vorm; pas bij 573 graden Celsius gaat het over in een andere modificatie, wat de thermische belastbaarheid van het mineraal illustreert.

De werking van silica in cosmetica berust op de fysische structuur van het materiaal. Siliciumdioxide vormt een driedimensionaal netwerk waarin elk siliciumatoom covalent aan vier zuurstofatomen is gebonden; deze opbouw verklaart de hoge chemische en thermische stabiliteit van de stof. Synthetisch geproduceerd amorf kiezelzuur neemt vloeistoffen aan zijn oppervlak op en dient daarom als adsorptiemiddel. Deze adsorptie verklaart de opslagcapaciteit van het poeder voor water en tegelijk het vermogen om talg van het huidoppervlak op te nemen.

Het matterende effect ontstaat doordat het opgenomen huidvet niet langer als een glanzende film op het oppervlak ligt. Als opacifiërend middel vermindert het poeder bovendien de transparantie en lichtdoorlatendheid van een formule, wat de dekking en finish van poeder en foundation bepaalt. Beide effecten zijn direct na het aanbrengen zichtbaar en houden slechts aan zolang het product op de huid blijft. In emulsies werkt de stof bovendien als structuurvormer: de deeltjes bouwen viscositeit op, stabiliseren suspensies en houden gedispergeerde druppeltjes of pigmenten zwevend. In poeders zorgt hetzelfde mechanisme ervoor dat de deeltjes niet samenklonteren en het product beter strooit, hecht en absorbeert.

De oppervlaktechemie van het materiaal is ook de sleutel tot de veiligheidsbeoordeling ervan. Aan het deeltjesoppervlak zitten silanolgroepen (Si-OH) die in wisselwerking kunnen treden met celmembranen; hoe toegankelijk deze groepen zijn, bepaalt in belangrijke mate hoe een ingeademd siliciumdioxidedeeltje in de longen werkt. Op een intacte huid vindt volgens de huidige kennis daarentegen geen noemenswaardige penetratie plaats, zelfs niet bij nanodeeltjes. Fabrikanten modificeren het oppervlak bovendien, bijvoorbeeld door behandeling met trimethylsilaan, en veranderen zo het gedrag van het poeder in de formule.

Over de bewijslast valt het volgende te zeggen: voor dit artikel waren geen klinische studies beschikbaar die een cosmetische werking van silica zelf op de menselijke huid onderzoeken, bijvoorbeeld op vocht, huidbarrière of rimpeldiepte. De uitspraken over absorptie, mattering en textuur steunen daarom op stofgegevens en functiebeschrijvingen, niet op werkzaamheidsstudies. Af en toe wordt beweerd dat silicium en zijn verbindingen betrokken zijn bij de collageenvorming; voor lokaal aangebracht siliciumdioxide ontbreekt daarvoor een solide basis, temeer omdat de stof niet in de huid doordringt. Vast staat het fysische nut als absorber, antiklontermiddel, opacifiërend en verdikkend middel, en precies zo moet je het ingrediënt in een formule inschatten.