Нанатэхналогіі і нанаматэрыялы: нанаметровы дыяксід тытана ў сонцаахоўнай касметыцы

Нанатэхналогіі і нанаматэрыялы: нанаметровы дыяксід тытана ў сонцаахоўнай касметыцы

Цытую словы

Каля 5% прамянёў, выпраменьваных сонцам, маюць ультрафіялетавыя прамяні з даўжынёй хвалі ≤400 нм. Ультрафіялетавыя прамяні ў сонечным святле можна падзяліць на: даўгахвалевыя ўльтрафіялетавыя прамяні з даўжынёй хвалі 320 нм ~ 400 нм, якія называюцца ўльтрафіялетавымі прамянямі тыпу А (UVA); Сярэдняхвалевыя ўльтрафіялетавыя прамяні з даўжынёй хвалі ад 290 нм да 320 нм называюцца ўльтрафіялетавымі прамянямі B-тыпу (UVB), а караткахвалевыя ўльтрафіялетавыя прамяні з даўжынёй хвалі ад 200 нм да 290 нм - ультрафіялетавымі прамянямі тыпу C.

З-за сваёй кароткай даўжыні хвалі і высокай энергіі ультрафіялетавыя прамяні валодаюць вялікай разбуральнай сілай, якая можа пашкодзіць скуру чалавека, выклікаць запаленне або сонечныя апёкі і сур'ёзна выклікаць рак скуры. UVB з'яўляецца асноўным фактарам, які выклікае запаленне скуры і сонечныя апёкі.

1. прынцып экранавання ўльтрафіялетавых прамянёў нана TiO2

TiO _ 2 — паўправаднік N-тыпу. Крышталічная форма нана-TiO_2, якая выкарыстоўваецца ў сонцаахоўнай касметыцы, як правіла, рутыл, і яго забароненая шырыня паласы складае 3,0 эВ. Калі ўльтрафіялетавыя прамяні з даўжынёй хвалі менш за 400 нм апрамяняюць TiO_2, электроны валентнай зоны могуць паглынаць ультрафіялетавыя прамяні і ўзбуджацца зона праводнасці і электронна-дзірачныя пары ўтвараюцца адначасова, таму TiO _ 2 мае функцыю паглынання УФ-прамянёў. З невялікім памерам часціц і вялікай колькасцю фракцый гэта значна павялічвае верагоднасць блакіроўкі або перахопу ўльтрафіялетавых прамянёў.

2. Характарыстыкі нана-TiO2 у сонцаахоўнай касметыцы

2.1

Высокая эфектыўнасць абароны ад ультрафіялету

Здольнасць сонцаахоўнай касметыкі абараняць ад ультрафіялету выяўляецца каэфіцыентам абароны ад сонца (значэнне SPF), і чым вышэй значэнне SPF, тым лепш сонцаахоўны эфект. Суадносіны энергіі, неабходнай для атрымання самай нізкай выяўленай эрітемы на скуры, пакрытай сонцаахоўнымі сродкамі, да энергіі, неабходнай для ўзнікнення эрітемы такой жа ступені на скуры без сонцаахоўных сродкаў.

Паколькі нана-TiO2 паглынае і рассейвае ультрафіялетавыя прамяні, ён лічыцца найбольш ідэальным фізічным сонцаахоўным крэмам у краіне і за мяжой. Увогуле, здольнасць нана-TiO2 абараняць UVB у 3-4 разы перавышае здольнасць нана-ZnO.

2.2

Прыдатны дыяпазон памеру часціц

Здольнасць нана-TiO2 да ультрафіялетавага экранавання вызначаецца яго паглынальнай і рассейвальнай здольнасцю. Чым менш першапачатковы памер часціц нана-TiO2, тым мацней здольнасць паглынання ультрафіялету. Згодна з законам рассейвання святла Рэлея, існуе аптымальны зыходны памер часціц для максімальнай рассейвальнай здольнасці нана-TiO2 да ультрафіялетавых прамянёў з рознымі даўжынямі хваль. Эксперыменты таксама паказваюць, што чым больш даўжыня хвалі ўльтрафіялетавых прамянёў, экрануючая здольнасць нана-TiO 2 у большай ступені залежыць ад яго здольнасці да рассейвання; Чым карацей даўжыня хвалі, тым больш яе экранаванне залежыць ад здольнасці паглынання.

2.3

Выдатная диспергируемость і празрыстасць

Першапачатковы памер часціц нана-TiO2 ніжэй за 100 нм, што значна менш, чым даўжыня хвалі бачнага святла. Тэарэтычна нана-TiO2 можа прапускаць бачнае святло, калі ён цалкам рассеяны, таму ён празрысты. З-за празрыстасці нана-TiO2 ён не пакрывае скуру пры даданні ў сонцаахоўную касметыку. Такім чынам, ён можа паказаць натуральную прыгажосць скуры. Празрыстасць - адзін з важных паказчыкаў нана-TiO2 у сонцаахоўнай касметыцы. Фактычна, нана-TiO 2 празрысты, але не цалкам празрысты ў сонцаахоўных касметычных сродках, таму што нана-TiO 2 мае дробныя часціцы, вялікую ўдзельную плошчу паверхні і надзвычай высокую павярхоўную энергію, і з яго лёгка ўтвараць агрэгаты, што ўплывае на дысперснасць і празрыстасць прадукты.

2.4

Добрая ўстойлівасць да надвор'я

Nano-TiO 2 для сонцаахоўнай касметыкі патрабуе пэўнай устойлівасці да надвор'я (асабліва ўстойлівасці да святла). Паколькі нана-TiO2 мае невялікія часціцы і высокую актыўнасць, ён будзе генераваць электронна-дзірачныя пары пасля паглынання ўльтрафіялетавых прамянёў, і некаторыя электронна-дзірачныя пары будуць міграваць на паверхню, у выніку чаго ў вадзе адсарбаваны на паверхні атамарны кісларод і гідраксільныя радыкалы. нана-TiO2, які валодае моцнай акісляльнай здольнасцю. Гэта прывядзе да змены колеру прадуктаў і паху з-за раскладання спецыі. Такім чынам, адзін або некалькі празрыстых ізаляцыйных слаёў, такіх як дыяксід крэмнія, аксід алюмінія і аксід цырконія, павінны быць пакрытыя на паверхню нана-TiO2, каб інгібіраваць яго фотахімічную актыўнасць.

3. Віды і тэндэнцыі развіцця нана-TiO2

3.1

Нана-TiO2 парашок

Прадукты нана-TiO2 прадаюцца ў выглядзе цвёрдага парашка, які можна падзяліць на гідрафільны парашок і ліпафільны парашок у залежнасці ад уласцівасцей паверхні нана-TiO2. Гідрафільны парашок выкарыстоўваецца ў касметыцы на воднай аснове, а ліпафільны - у касметыцы на алейнай аснове. Гідрафільныя парашкі звычайна атрымліваюцца шляхам неарганічнай апрацоўкі паверхні. Большасць з гэтых замежных парашкоў нана-TiO2 прайшлі спецыяльную апрацоўку паверхні ў адпаведнасці з іх сферамі прымянення.

3.2

Нана TiO2 колеру скуры

Паколькі часціцы нана-TiO2 дробныя і лёгка рассейваюць сіняе святло з больш кароткай даўжынёй хвалі ў бачным святле, пры даданні ў сонцаахоўныя касметычныя сродкі скура будзе мець сіні адценне і выглядаць нездаровай. Для таго, каб адпавядаць колеру скуры, чырвоныя пігменты, такія як аксід жалеза, часта дадаюць у касметычныя формулы на ранняй стадыі. Аднак з-за розніцы ў шчыльнасці і змочваемасці нана-TiO2 _ 2 і аксіду жалеза часта ўзнікаюць плаваючыя колеры.

4. Статус вытворчасці нана-TiO2 у Кітаі

Дробнамаштабныя даследаванні нана-TiO2 _ 2 у Кітаі вельмі актыўныя, і ўзровень тэарэтычных даследаванняў дасягнуў сусветнага прасунутага ўзроўню, але прыкладныя даследаванні і інжынерныя даследаванні адносна адсталыя, і многія вынікі даследаванняў не могуць быць ператвораны ў прамысловую прадукцыю. Прамысловая вытворчасць нана-TiO2 у Кітаі пачалася ў 1997 годзе, больш чым на 10 гадоў пазней, чым у Японіі.

Ёсць дзве прычыны, якія абмяжоўваюць якасць і канкурэнтаздольнасць нана-TiO2 прадукцыі ў Кітаі:

① Даследаванні прыкладных тэхналогій адстаюць

Даследаванне тэхналогіі прымянення павінна вырашыць праблемы дадання працэсу і ацэнкі эфекту нана-TiO2 у кампазітнай сістэме. Даследаванні прымянення нана-TiO2 у многіх галінах яшчэ не былі цалкам распрацаваны, і даследаванні ў некаторых галінах, такіх як сонцаахоўная касметыка, усё яшчэ патрабуюць паглыблення. З-за адставання даследаванняў прыкладных тэхналогій кітайскія прадукты нана-TiO2 _ 2 не могуць ствараць серыйныя брэнды для задавальнення асаблівых патрабаванняў розных абласцей.

② Тэхналогія апрацоўкі паверхні нана-TiO2 патрабуе далейшага вывучэння

Апрацоўка паверхні ўключае неарганічную апрацоўку паверхні і арганічную апрацоўку паверхні. Тэхналогія апрацоўкі паверхні складаецца з формулы агента для апрацоўкі паверхні, тэхналогіі апрацоўкі паверхні і абсталявання для апрацоўкі паверхні.

5. Заключныя словы

Празрыстасць, ультрафіялетавае экранаванне, дысперснасць і святлоўстойлівасць нана-TiO2 у сонцаахоўнай касметыцы з'яўляюцца важнымі тэхнічнымі паказчыкамі для ацэнкі яе якасці, а працэс сінтэзу і метад апрацоўкі паверхні нана-TiO2 з'яўляюцца ключавымі для вызначэння гэтых тэхнічных паказчыкаў.