Нанотехнологија и наноматеријали: нанометар титаниум диоксид во козметиката за заштита од сонце

Нанотехнологија и наноматеријали: нанометар титаниум диоксид во козметиката за заштита од сонце

Цитирај зборови

Околу 5% од зраците зрачени од сонцето имаат ултравиолетови зраци со бранова должина ≤400 nm. Ултравиолетовите зраци на сончевата светлина можат да се поделат на: долги бранови ултравиолетови зраци со бранова должина од 320 nm~400 nm, наречени ултравиолетови зраци од типот А (УВА); Ултравиолетовите зраци со среден бран со бранова должина од 290 nm до 320 nm се нарекуваат ултравиолетови зраци од типот Б (UVB), а ултравиолетовите зраци со кратки бранови со бранова должина од 200 nm до 290 nm се нарекуваат ултравиолетови зраци од типот C.

Поради кратката бранова должина и високата енергија, ултравиолетовите зраци имаат голема разорна моќ, која може да ја оштети кожата на луѓето, да предизвика воспаление или изгореници од сонце и сериозно да предизвика рак на кожата. УВБ е главниот фактор што предизвикува воспаление на кожата и изгореници од сонце.

1. принципот на заштита на ултравиолетовите зраци со нано TiO2

TiO _ 2 е полупроводник од N-тип. Кристалната форма на нано-TiO_2 што се користи во козметиката за заштита од сонце е генерално рутил, а неговата забранета ширина на лентата е 3,0 eV Кога УВ зраците со бранова должина помала од 400 nm зрачат TiO_2, електроните на валентниот опсег можат да ги апсорбираат УВ зраците и да се возбудат на спроводниот опсег и паровите електрон-дупки се генерираат истовремено време, па TiO _ 2 има функција да ги апсорбира УВ зраците. Со мала големина на честички и бројни фракции, ова во голема мера 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 зраци

Способноста за ултравиолетова заштита на козметиката за сончање се изразува со факторот за заштита од сонце (вредност SPF), а колку е поголема вредноста на SPF, толку е подобар ефектот на заштита од сонце. Односот на енергијата потребна за да се произведе најниска забележлива еритема за кожа обложена со производи за заштита од сонце до енергијата потребна за производство на еритема од ист степен за кожа без производи за сончање.

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

2.2

Соодветен опсег на големина на честички

Способноста за заштита од ултравиолетови на нано-TiO2 е одредена од неговата способност за апсорпција и способност за расејување. Колку е помала оригиналната големина на честичките на нано-TiO2, толку е посилна способноста за апсорпција на ултравиолетовите. Според Рејлиевиот закон за расејување на светлината, постои оптимална оригинална големина на честички за максимална способност за расејување на нано-TiO2 на ултравиолетови зраци со различни бранови должини. Експериментите исто така покажуваат дека колку е подолга брановата должина на ултравиолетовите зраци, заштитната способност на нано-TiO 2 зависи повеќе 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 нано-TiO2 е под 100 nm, многу помала од брановата должина на видливата светлина. Теоретски, нано-TiO2 може да пренесе видлива светлина кога е целосно дисперзирана, па затоа е проѕирен. Поради проѕирноста на нано-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 нано-TiO2 во козметиката за сончање. Всушност, нано-TiO2 е транспарентен, но не е целосно транспарентен во козметиката за сончање, бидејќи нано-TiO2 има мали честички, голема специфична површина и екстремно висока површинска енергија, и лесно се формираат агрегати, со што влијае на дисперзибилноста и транспарентноста на производи.

2.4

Добра отпорност на временските услови

Nano-TiO 2 за козметика за сончање бара одредена отпорност на временските услови (особено отпорност на светлина). Бидејќи нано-TiO2 има мали честички и висока активност, тој ќе генерира парови електрони-дупки по апсорпцијата на ултравиолетовите зраци, а некои парови електрони-дупки ќе мигрираат на површината, што резултира со атомски кислород и хидроксилни радикали во водата што се адсорбираат на површината на нано-TiO2, кој има силна оксидациска способност. Ќе предизвика промена на бојата на производите и мирис поради распаѓање на зачини. Затоа, еден или повеќе проѕирни изолациски слоеви, како што се силициум диоксид, алуминиум и цирконија, мора да се обложат на површината на нано-TiO2 за да се спречи неговата фотохемиска активност.

3. Видови и развојни трендови на нано-TiO2

3.1

Нано-TiO2 прав

Производите на нано-TiO2 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 обично се добиваат со неорганска површинска обработка. Повеќето од овие туѓи нано-TiO2 прашоци биле подложени на посебен површински третман според нивните полиња на примена.

3.2

Боја на кожа нано TiO2

Бидејќи нано-TiO2 честичките се фини и лесно се расфрлаат сина светлина со пократка бранова должина при видлива светлина, кога ќе се додадат во козметиката за сончање, кожата ќе покаже сина боја и ќе изгледа нездраво. Со цел да се совпадне со бојата на кожата, црвените пигменти како железен оксид често се додаваат во козметичките формули во раната фаза. Меѓутоа, поради разликата во густината и навлажливоста помеѓу нано-TiO2 _ 2 и железниот оксид, често се појавуваат пловечки бои.

4. Статус на производство на нано-TiO2 во Кина

Истражувањата од мали размери за нано-TiO2 _ 2 во Кина се многу активни, а теоретското ниво на истражување достигна светски напредно ниво, но применетите истражувања и инженерските истражувања се релативно заостанати, а многу резултати од истражувањето 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 кои го ограничуваат квалитетот и конкурентноста на пазарот на производите на нано-TiO2 во Кина:

① Истражувањето за применета технологија заостанува

Истражувањето на апликативната технологија треба да ги реши проблемите со додавање на процесот и евалуацијата на ефектот на нано-TiO2 во композитниот систем. Истражувањето за примена на нано-TiO2 во многу области не е целосно развиено, а истражувањата во некои области, како што е козметиката за сончање, сè уште треба да се продлабочат. не може да формира сериски брендови за да се исполнат посебните барања од различни области.

② Технологијата за површинска обработка на нано-TiO2 треба дополнително да се проучува

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

5. Заклучни забелешки

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