Нанотехнологија и наноматеријали: Нанометарски титаниум диоксид во козметиката за сончање

Нанотехнологија и наноматеријали: Нанометарски титаниум диоксид во козметиката за сончање

Цитирај зборови

Околу 5% од зраците што ги зрачи сонцето имаат ултравиолетови зраци со бранова должина ≤400 nm. Ултравиолетовите зраци на сончевата светлина можат да се поделат на: долгобранови ултравиолетови зраци со бранова должина од 320 nm~400 nm, наречени ултравиолетови зраци од А-тип (UVA); среднобрановите ултравиолетови зраци со бранова должина од 290 nm до 320 nm се нарекуваат ултравиолетови зраци од Б-тип (UVB) и краткобрановите ултравиолетови зраци со бранова должина од 200 nm до 290 nm се нарекуваат ултравиолетови зраци од C-тип.

Поради нивната кратка бранова должина и висока енергија, ултравиолетовите зраци имаат голема деструктивна моќ, која може да ја оштети кожата на луѓето, да предизвика воспаление или изгореници од сонце и сериозно да предизвика рак на кожата. UVB е главниот фактор што предизвикува воспаление на кожата и изгореници од сонце.

1. принципот на заштита од ултравиолетови зраци со нано TiO2

TiO_2 е полупроводник од N-тип. Кристалната форма на нано-TiO_2 што се користи во козметиката за сончање е генерално рутилна, а неговата забранета ширина на опсегот е 3,0 eV. Кога UV зраците со бранова должина помала од 400nm озрачуваат TiO_2, електроните на валентната лента можат да апсорбираат UV зраци и да се возбудат до спроводната лента, а во исто време се генерираат парови електрон-дупка, па затоа TiO_2 има функција на апсорбирање на UV зраци. Со мала големина на честичките и бројни фракции, ова значително ја зголемува веројатноста за блокирање или пресретнување на ултравиолетовите зраци.

2. Карактеристики на нано-TiO2 во козметиката за сончање

2.1

Висока ефикасност на заштита од УВ зрачење

Способноста за заштита од ултравиолетови зраци на козметиката за сончање се изразува со факторот за заштита од сонце (SPF вредност), и колку е поголема вредноста на SPF, толку е подобар ефектот на сончање. Односот на енергијата потребна за да се произведе најмала детектибилна еритема за кожа обложена со производи за сончање и енергијата потребна за да се произведе еритем од ист степен за кожа без производи за сончање.

Бидејќи нано-TiO2 ги апсорбира и расејува ултравиолетовите зраци, се смета за најидеален физички крем за сончање дома и во странство. Општо земено, способноста на нано-TiO2 да заштити од UVB е 3-4 пати поголема од способноста на нано-ZnO.

2.2

Соодветен опсег на големина на честички

Способноста за заштита од ултравиолетово зрачење на nano-TiO2 се определува од неговата способност за апсорпција и способноста за расејување. Колку е помала оригиналната големина на честичките на nano-TiO2, толку е посилна способноста за апсорпција на ултравиолетово зрачење. Според Рејлиевиот закон за расејување на светлината, постои оптимална оригинална големина на честичките за максимална способност за расејување на nano-TiO2 на ултравиолетови зраци со различни бранови должини. Експериментите исто така покажуваат дека колку е подолга брановата должина на ултравиолетовите зраци, способноста за заштита на nano-TiO2 повеќе зависи од неговата способност за расејување; Колку е пократка брановата должина, толку повеќе неговата заштита зависи од неговата способност за апсорпција.

2.3

Одлична дисперзибилност и транспарентност

Оригиналната големина на честичките на nano-TiO2 е под 100 nm, што е далеку помала од брановата должина на видливата светлина. Теоретски, nano-TiO2 може да пренесува видлива светлина кога е целосно дисперзиран, па затоа е транспарентен. Поради транспарентноста на nano-TiO2, тој нема да ја покрие кожата кога ќе се додаде во козметиката за сончање. Затоа, може да покаже природна убавина на кожата. Транспарентноста е еден од важните индекси на nano-TiO2 во козметиката за сончање. Всушност, nano-TiO2 е транспарентен, но не е целосно транспарентен во козметиката за сончање, бидејќи nano-TiO2 има мали честички, голема специфична површина и екстремно висока површинска енергија, и лесно се формираат агрегати, со што се влијае на дисперзивноста и транспарентноста на производите.

2.4

Добра отпорност на временски услови

Нано-TiO2 за козметика за сончање бара одредена отпорност на временски услови (особено отпорност на светлина). Бидејќи нано-TiO2 има мали честички и висока активност, тој ќе генерира парови електрони-дупки по апсорбирањето на ултравиолетовите зраци, а некои парови електрони-дупки ќе мигрираат кон површината, што резултира со атомски кислород и хидроксилни радикали во водата адсорбирана на површината на нано-TiO2, кој има силна оксидациска способност. Тоа ќе предизвика промена на бојата на производите и мирис поради распаѓање на зачините. Затоа, еден или повеќе транспарентни изолациски слоеви, како што се силициум диоксид, алуминиум оксид и циркониум, мора да се обложат на површината на нано-TiO2 за да се инхибира неговата фотохемиска активност.

3. Видови и трендови во развојот на нано-TiO2

3.1

Нано-TiO2 прав

Нано-TiO2 производите се продаваат во форма на цврст прав, кој може да се подели на хидрофилен прав и липофилен прав според површинските својства на нано-TiO2. Хидрофилниот прав се користи во козметиката на база на вода, додека липофилниот прав се користи во козметиката на база на масло. Хидрофилните прашоци генерално се добиваат со неоргански површински третман. Повеќето од овие странски нано-TiO2 прашоци се подложени на посебен површински третман според нивните полиња на примена.

3.2

Боја на кожата нано TiO2

Бидејќи нано-TiO2 честичките се фини и лесно ја расејуваат сината светлина со пократка бранова должина во видливата светлина, кога се додаваат во козметиката за сончање, кожата ќе покаже син тон и ќе изгледа нездраво. За да се совпадне со бојата на кожата, црвените пигменти како што е железен оксид често се додаваат во козметичките формули во раната фаза. Сепак, поради разликата во густината и навлажнувањето помеѓу нано-TiO2_2 и железен оксид, често се појавуваат лебдечки бои.

4. Статус на производство на нано-TiO2 во Кина

Малите истражувања за нано-TiO2 _ 2 во Кина се многу активни, а теоретското истражување го достигна напредното светско ниво, но применетите истражувања и инженерските истражувања се релативно заостанати, а многу резултати од истражувањата не можат да се трансформираат во индустриски производи. Индустриското производство на нано-TiO2 во Кина започна во 1997 година, повеќе од 10 години подоцна од Јапонија.

Постојат две причини што го ограничуваат квалитетот и конкурентноста на пазарот на нано-TiO2 производи во Кина:

① Истражувањето на применетата технологија заостанува

Истражувањето на применетата технологија треба да ги реши проблемите со додавање на процесот и евалуацијата на ефектите на нано-TiO2 во композитниот систем. Истражувањето на примената на нано-TiO2 во многу области не е целосно развиено, а истражувањата во некои области, како што е козметиката за креми за сончање, сè уште треба да се продлабочат. Поради застојот во истражувањето на применетата технологија, кинеските нано-TiO2 _ 2 производи не можат да формираат сериски брендови за да ги задоволат посебните барања на различните области.

② Технологијата за површинска обработка на нано-TiO2 бара понатамошно проучување

Површинската обработка вклучува неорганска површинска обработка и органска површинска обработка. Технологијата за површинска обработка е составена од формула на средство за површинска обработка, технологија за површинска обработка и опрема за површинска обработка.

5. Заклучни забелешки

Транспарентноста, перформансите на заштита од ултравиолетови зраци, дисперзијата и отпорноста на светлина на нано-TiO2 во козметиката за сончање се важни технички индекси за да се процени неговиот квалитет, а процесот на синтеза и методот на површинска обработка на нано-TiO2 се клучни за одредување на овие технички индекси.