Nanotecnologia è Nanomateriali: Nanometer Titanium Dioxide in Sunscreen Cosmetics

Nanotecnologia è Nanomateriali: Nanometer Titanium Dioxide in Sunscreen Cosmetics

Cite parolle

Circa 5% di i raghji radiati da u sole anu raghji ultraviolet cù una lunghezza d'onda ≤400 nm. I raghji ultraviolet in u sole pò esse divisu in: raghji ultraviolet d'onda longa cù una lunghezza d'onda di 320 nm ~ 400 nm, chjamati raghji ultraviolet di tipu A (UVA); I raghji ultravioletti d'onda media cù una lunghezza d'onda da 290 nm à 320 nm sò chjamati raghji ultravioletti di tipu B (UVB) è i raghji ultravioletti d'onda corta cù una lunghezza d'onda da 200 nm à 290 nm sò chjamati raghji ultravioletti di tipu C.

A causa di a so corta lunghezza d'onda è di l'alta energia, i raghji ultraviolet anu un grande putere distruttivu, chì ponu dannà a pelle di e persone, causanu inflammazioni o brusgiate di u sole, è seriamente pruducenu cancro di a pelle. U UVB hè u fattore principale chì causa a inflamazioni di a pelle è u sole.

1. u principiu di shielding raghji ultraviolet cun nano TiO2

TiO _ 2 hè un semiconductor di tipu N. A forma cristallina di nano-TiO _ 2 usata in i cosmichi di u sunscreen hè generalmente rutile, è a so larghezza di banda pruibita hè 3.0 eV Quandu i raghji UV cù una lunghezza d'onda di menu di 400 nm irradiate TiO _ 2, l'elettroni nantu à a banda di valenza ponu assorbe i raghji UV è esse eccitati per a banda di cunduzzione, è coppie elettroni-buchi sò generati à u stessu tempu, cusì TiO _ 2 hà a funzione di assorbe i raghji UV. Cù una piccula dimensione di particella è numerose frazioni, questu aumenta assai a probabilità di bluccà o intercepte i raghji ultravioletti.

2. Caratteristichi di nano-TiO2 in cosmetti sunscreen

2.1

Alta efficienza di schermatura UV

A capacità di schermatura ultravioletta di i cosmetichi di u sole hè espressa da u fattore di prutezzione di u sole (valore SPF), è più altu hè u valore SPF, u megliu l'effettu di u sole. U rapportu di l'energia necessaria per pruduce l'eritema detectable più bassu per a pelle rivestita cù i prudutti di u sole à l'energia necessaria per pruduce eritema di u listessu gradu per a pelle senza prudutti di sunscreen.

Siccomu nano-TiO2 assorbe è sparghje i raghji ultraviolet, hè cunsideratu cum'è u sunscreen fisicu più ideale in casa è in l'esteru. In generale, a capacità di nano-TiO2 per scherma UVB hè 3-4 volte quella di nano-ZnO.

2.2

Gamma di dimensione di particella adatta

A capacità di schermatura ultravioletta di nano-TiO2 hè determinata da a so capacità di assorbimentu è a capacità di sparghje. A più chjuca hè a dimensione di particella originale di nano-TiO2, più forte hè a capacità di assorbimentu ultraviolet. Sicondu a lege di Rayleigh di sparghjera di a luce, ci hè una dimensione di particella originale ottima per a capacità massima di scattering di nano-TiO2 à i raghji ultraviolet cù lunghezze d'onda differenti. L'esperimenti mostranu ancu chì più a lunghezza d'onda di i raghji ultraviolet hè più longa, a capacità di schermatura di nano-TiO 2 dipende più da a so capacità di scattering; A più corta hè a lunghezza d'onda, più a so schermatura dipende da a so capacità di assorbimentu.

2.3

Eccellente dispersibilità è trasparenza

A dimensione di particella uriginale di nano-TiO2 hè sottu à 100 nm, assai menu di a lunghezza d'onda di a luce visibile. Teoricamente, nano-TiO2 pò trasmette a luce visibile quandu hè cumpletamente dispersa, cusì hè trasparente. A causa di a trasparenza di nano-TiO2, ùn coprerà micca a pelle quandu si aghjunghjenu à i cosmichi di u sunscreen. Per quessa, pò dimustrà a bellezza naturale di a pelle. A trasparenza hè unu di l'indici impurtanti di nano-TiO2 in i cosmichi di u sole. In fatti, nano-TiO 2 hè trasparente, ma micca cumplettamente trasparente in i cosmichi di u sunscreen, perchè nano-TiO2 hà particelle chjuche, grande superficie specifica è energia di superficia estremamente alta, è hè faciule per furmà aggregati, affettendu cusì a dispersibilità è a trasparenza di prudutti.

2.4

Bona resistenza à u clima

Nano-TiO 2 per i cosmichi di sunscreen richiede una certa resistenza à u clima (in particulare a resistenza à a luce). Perchè nano-TiO2 hà particelle chjuche è alta attività, generà coppie elettroni-buchi dopu avè assorbutu i raghji ultravioletti, è certi coppie elettroni-buchi migreranu à a superficia, risultatu in l'ossigenu atomicu è i radicali idrossilici in l'acqua adsorbitu nantu à a superficia di nano-TiO2, chì hà una forte capacità d'ossidazione. Serà pruvucatu a decolorazione di i prudutti è l'odore per via di a descomposizione di spezie. Dunque, unu o più strati di isolamentu trasparenti, cum'è silice, alumina è zirconia, deve esse rivestitu nantu à a superficia di nano-TiO2 per inibisce a so attività fotochimica.

3. Tipi è tendenzi di sviluppu di nano-TiO2

3.1

Nano-TiO2 in polvere

I prudutti nano-TiO2 sò venduti in forma di polveri solidi, chì ponu esse divisi in polveri idrofili è polveri lipofili secondu e proprietà di a superficia di nano-TiO2. U polveru idrofilu hè utilizatu in cusmetichi basati in acqua, mentre chì u polveru lipofilu hè utilizatu in cusmetichi basati in oliu. I powders idrofili sò generalmente ottenuti da u trattamentu di a superficia inorganica. A maiò parte di questi nano-TiO2 stranieri sò stati sottumessi trattamentu di superficia speciale secondu i so campi d'applicazione.

3.2

Colore di a pelle nano TiO2

Perchè e particelle nano-TiO2 sò fine è facili da sparghje a luce blu cù una lunghezza d'onda più corta in a luce visibile, quandu aghjunghjenu à i cosmichi di u sunscreen, a pelle mostrarà u tonu blu è ùn pare micca sana. Per currisponde à u culore di a pelle, i pigmenti rossi, cum'è l'oxidu di ferru, sò spessu aghjuntu à e formule cusmetichi in u stadiu iniziale. Tuttavia, per via di a diffarenza di densità è di bagnabilità trà nano-TiO2 _ 2 è ossidu di ferru, i culori flottanti sò spessu.

4. Statutu di pruduzzione di nano-TiO2 in Cina

A ricerca à pocu pressu nantu à nano-TiO2 _ 2 in Cina hè assai attiva, è u livellu di ricerca teorica hà righjuntu u livellu avanzatu mundiale, ma a ricerca applicata è a ricerca ingegneria sò relativamente arretrate, è parechji risultati di ricerca ùn ponu esse trasfurmati in prudutti industriali. A pruduzzione industriale di nano-TiO2 in Cina principia in u 1997, più di 10 anni dopu à u Giappone.

Ci hè dui motivi chì limitanu a qualità è a competitività di u mercatu di i prudutti nano-TiO2 in Cina:

① A ricerca di tecnulugia applicata hè in ritardo

A ricerca tecnulugia applicazione hà bisognu à risolve i prublemi di agghiuncennu prucessu è effettu valutazione di nano-TiO2 in sistema cumpostu. A ricerca di l'applicazioni di nano-TiO2 in parechji campi ùn hè micca stata sviluppata cumplettamente, è a ricerca in certi campi, cum'è i cosmichi di sunscreen, deve ancu esse approfondita. A causa di u ritardo di a ricerca di tecnulugia applicata, i prudutti nano-TiO2 _ 2 di Cina. ùn pò micca furmà marchi seriali per risponde à i bisogni speciali di diversi campi.

② A tecnulugia di trattamentu di a superficia di nano-TiO2 hà bisognu di più studiu

U trattamentu di a superficia include u trattamentu di a superficia inorganica è u trattamentu di a superficia organica. A tecnulugia di trattamentu di a superficia hè cumposta da a formula di l'agente di trattamentu di a superficia, a tecnulugia di trattamentu di a superficia è l'equipaggiu di trattamentu di a superficia.

5. Rimarche cunclusioni

A trasparenza, a prestazione di schermatura ultravioletta, a dispersibilità è a resistenza à a luce di nano-TiO2 in i cosmichi di filtri solari sò indici tecnichi impurtanti per ghjudicà a so qualità, è u prucessu di sintesi è u metudu di trattamentu di a superficia di nano-TiO2 sò a chjave per determinà questi indici tecnichi.