Nanotehnologija i nanomaterijali: nanometar titanij dioksid u kozmetici za sunčanje

Nanotehnologija i nanomaterijali: nanometar titanij dioksid u kozmetici za sunčanje

Citirati riječi

Oko 5% zraka koje su zračile suncem ima ultraljubičaste zrake s valnom duljinom ≤400 nm. Ultraljubičaste zrake na sunčevoj svjetlosti mogu se podijeliti na: ultraljubičaste zrake dugog vala s valnom duljinom od 320 nm ~ 400 nm, nazvane ultraljubičaste zrake A-tipa (UVA); Srednje valne ultraljubičaste zrake s valnom duljinom od 290 nm do 320 nm nazivaju se B-tip ultraljubičastih zraka (UVB) i ultraljubičastih zraka kratkog vala s valnom duljinom od 200 nm do 290 nm, nazivaju se ultraljubičastim zrakama tipa C.

Zbog svoje kratke valne duljine i visoke energije, ultraljubičaste zrake imaju veliku destruktivnu snagu, što može oštetiti kožu ljudi, uzrokovati upalu ili opekline od sunca i ozbiljno proizvoditi rak kože. UVB je glavni faktor koji uzrokuje upalu kože i opekline od sunca.

1. Princip zaštitnih ultraljubičastih zraka s nano tiO2

Tio _ 2 je poluvodič N-tipa. Kristalni oblik nano-tio _ 2 koji se koristi u kozmetici za sunčanje općenito je rutil, a njegova zabranjena širina pojasa je 3,0 eV kada UV zrake s valnom duljinom manjom od 400 nm zrače TiO _ 2, elektroni na valentnoj opsegu mogu apsorbirati UV zrake i biti pobuđeni u istom, i elektron-hol-hol-a. S malom veličinom čestica i brojnim frakcijama, to uvelike povećava vjerojatnost blokiranja ili presretanja ultraljubičastih zraka.

2. Karakteristike nano-tiO2 u kozmetici za sunčanje

2.1

Visoka UV zaštitna učinkovitost

Ultraljubičasto zaštitna sposobnost kozmetike za sunčanje izražena je faktorom zaštite od sunca (SPF vrijednost), a što je veća vrijednost SPF -a, to je bolji učinak krema za sunčanje. Omjer energije potrebne za proizvodnju najnižeg eritema koji se može otkriti za kožu obloženu proizvodima za sunčanje prema energiji potrebnom za proizvodnju eritema istog stupnja za kožu bez proizvoda za zaštitu od sunca.

Kako Nano-TiO2 apsorbira i raspršuje ultraljubičaste zrake, smatra se najidealnijim fizičkim kremama za sunčanje u zemlji i inozemstvu. Općenito, sposobnost nano-tiO2 da zaštiti UVB je 3-4 puta veća od nano-ZnO.

2.2

Odgovarajući raspon veličine čestica

Sposobnost zaštite ultraljubičastog nano-TiO2 određuje se njegovom apsorpcijskom sposobnošću i sposobnostima rasipanja. Što je manja originalna veličina čestica nano-TiO2, to je jača sposobnost apsorpcije ultraljubičastog. Prema Rayleighovom zakonu raspršivanja svjetlosti, postoji optimalna originalna veličina čestica za maksimalnu sposobnost raspršivanja nano-TiO2 do ultraljubičastih zraka s različitim valnim duljinama. Eksperimenti također pokazuju da duža valna duljina ultraljubičastih zraka, sposobnost zaštite nano-tiO 2 više ovisi o njegovoj sposobnosti raspršivanja; Što je kraća valna duljina, što više njezina zaštita ovisi o njegovoj sposobnosti apsorpcije.

2.3

Izvrsna disperzibilnost i transparentnost

Izvorna veličina čestica nano-TiO2 je ispod 100 nm, daleko manja od valne duljine vidljive svjetlosti. Teoretski, Nano-TiO2 može prenijeti vidljivu svjetlost kad se potpuno rasprši, tako da je prozirna. Zbog prozirnosti nano-TiO2, neće pokriti kožu kada se doda u kozmetiku za sunčanje. Stoga može pokazati prirodnu ljepotu kože.Transparentnost je jedan od važnih indeksa nano-TiO2 u kozmetici za sunčanje. U stvari, Nano-TiO 2 je prozirna, ali ne i potpuno prozirna u kozmetici za sunčanje, jer nano-TiO2 ima male čestice, veliku specifičnu površinu i izuzetno visoku površinsku energiju, a lako je formirati agregate, što utječe na raspršivanje i transparentnost proizvoda.

2.4

Dobar vremenski otpor

Nano-TiO 2 za kozmetiku za sunčanje zahtijeva određenu otpornost na vremenske uvjete (posebno otpornost na svjetlost). Budući da nano-TiO2 ima male čestice i visoku aktivnost, on će stvoriti parove elektronske rupe nakon apsorbiranja ultraljubičastih zraka, a neki parovi s rupama za elektrone migrirat će na površinu, što rezultira atomskim kisikom i hidroksilnim radikalima u vodi koja je adsomirana na površini nanomita i odvajanja. Stoga, jedan ili više prozirnih slojeva izolacije, poput silicijevog dioksida, glinice i cirkonija, moraju biti presvučeni na površini nano-tiO2 kako bi se inhibirala njegova fotokemijska aktivnost.

3. Vrste i razvojni trendovi nano-tiO2

3.1

Nano-tio2 prah

Proizvodi nano-TiO2 prodaju se u obliku čvrstog praha, koji se može podijeliti u hidrofilni prah i lipofilni prah prema površinskim svojstvima nano-TiO2. Hidrofilni prah koristi se u kozmetici na bazi vode, dok se lipofilni prah koristi u kozmetici na bazi ulja. Hidrofilni prahovi uglavnom se dobivaju anorganskim površinskim obradom. Većina ovih stranih nano-TiO2 praha podvrgnuta je posebnom površinskom tretmanu u skladu s njihovim poljima nanošenja.

3.2

Boja kože nano tio2

Budući da su čestice nano-tiO2 fine i lako raspršuju plavu svjetlost s kraćom valnom duljinom u vidljivoj svjetlosti, kada se dodaju u kozmetiku za sunčanje, koža će pokazati plavi ton i izgledati nezdravo. Da bi se uskladile s bojom kože, crveni pigmenti poput željeznog oksida često se dodaju u kozmetičke formule u ranoj fazi. Međutim, zbog razlike u gustoći i vlažnosti između nano-tiO2 _ 2 i željeznog oksida, često se javljaju plutajuće boje.

4. Proizvodni status nano-tiO2 u Kini

Mala istraživanja o Nano-TiO2 _ 2 u Kini su vrlo aktivna, a teorijska razina istraživanja dostigla je svjetsku naprednu razinu, ali primijenjena istraživanja i inženjerska istraživanja relativno su unatrag, a mnogi se rezultati istraživanja ne mogu transformirati u industrijske proizvode. Industrijska proizvodnja Nano-TiO2 u Kini započela je 1997. godine, više od 10 godina kasnije od Japana.

Dva su razloga koji ograničavaju kvalitetu i konkurentnost tržišta proizvoda nano-tiO2 u Kini:

① Primijenjena tehnološka istraživanja zaostaju

Istraživanje tehnologije aplikacije treba riješiti probleme dodavanja procesa i efekta procjene nano-TiO2 u kompozitnom sustavu. Istraživanje primjene Nano-TiO2 u mnogim poljima nije u potpunosti razvijeno, a istraživanje na nekim poljima, poput kozmetike za sunčanje, još uvijek treba produbiti. Pojasnite na zaostajanje primijenjenih tehnoloških istraživanja, kineski nano-tio2 _ 2 proizvodi ne mogu formirati serijske marke kako bi udovoljili posebnim zahtjevima različitih polja.

② Tehnologija površinskog liječenja nano-tiO2 treba daljnje proučavanje

Površeni tretman uključuje anorganski površinski tretman i organsku površinsku obradu. Tehnologija površinske obrade sastoji se od formule sredstva za površinsko obrade, tehnologije površinske obrade i opreme za površinsku obradu.

5. Završne primjedbe

Prozirnost, ultraljubičasto oklopvanje performansi, disperzibilnosti i otpornosti na svjetlost nano-TiO2 u kozmetici za sunčanje važni su tehnički indeksi za prosuđivanje njegove kvalitete, a postupak sinteze i metoda površinskog liječenja nano-TiO2 ključni su za određivanje ovih tehničkih indeksa.