Nanoteknologia eta nanomaterialak: nanometroko titanio dioxidoa eguzkitako krema kosmetikoetan

Nanoteknologia eta nanomaterialak: nanometroko titanio dioxidoa eguzkitako krema kosmetikoetan

Aipatu hitzak

Eguzkiak irradiatzen dituen izpien %5 inguruk ≤400 nm-ko uhin-luzera duten izpi ultramoreak dituzte. Eguzki-argiaren izpi ultramoreak honela bana daitezke: 320 nm~400 nm-ko uhin-luzera duten uhin luzeko izpi ultramoreak, A motako izpi ultramoreak (UVA) izenekoak; 290 nm eta 320 nm bitarteko uhin-luzera duten uhin ertaineko izpi ultramoreei B motako izpi ultramoreak (UVB) deitzen zaie eta 200 nm eta 290 nm arteko uhin-luzera duten uhin ultramoreei C motako izpi ultramoreei.

Bere uhin-luzera laburra eta energia handia dela eta, izpi ultramoreek indar suntsitzaile handia dute, eta horrek pertsonen larruazala kaltetu dezake, hantura edo eguzki erredurak eragin ditzake eta larruazaleko minbizia larriki sor dezakete. UVB larruazaleko hantura eta eguzki erredurak eragiten dituen faktore nagusia da.

1. izpi ultramoreak nano TiO2rekin babesteko printzipioa

TiO _ 2 N motako erdieroalea da. Eguzkitarako kremetarako kosmetikan erabiltzen den nano-TiO _ 2-ren kristal-forma, oro har, errutila da, eta bere banda-zabalera debekatua 3,0 eV-koa da 400 nm-ko uhin-luzera baino txikiagoa duten UV izpiek TiO _ 2 irradiatzen dutenean, balentzia-bandan dauden elektroiek UV izpiak xurga ditzakete eta kitzikatu egiten dute. eroankortasun-banda eta elektroi-zulo bikoteak aldi berean sortzen dira, beraz, TiO _ 2 du UV izpiak xurgatzeko funtzioa. Partikula tamaina txikiarekin eta frakzio ugarirekin, honek izpi ultramoreak blokeatzeko edo atzemateko probabilitatea asko handitzen du.

2. Nano-TiO2-ren ezaugarriak eguzkitarako krema kosmetikoetan

2.1

UV babesaren eraginkortasun handia

Eguzkitarako krema kosmetikoen ultramoreen babeserako gaitasuna eguzki babes-faktoreak (SPF balioa) adierazten du, eta zenbat eta SPF balio handiagoa izan, orduan eta hobea izango da eguzkitako krema-efektua. Eguzkitarako krema-produktuekin estalitako larruazaleko eritema detektagarririk baxuena sortzeko behar den energiaren eta eguzki-krema produkturik gabeko larruazaleko gradu bereko eritema sortzeko behar den energiaren proportzioa.

Nano-TiO2 izpi ultramoreak xurgatzen eta barreiatzen dituenez, etxean eta atzerrian eguzkitako krema fisikorik aproposa da. Oro har, nano-TiO2-k UVB babesteko duen gaitasuna nano-ZnOarena baino 3-4 aldiz handiagoa da.

2.2

Partikulen tamaina-tarte egokia

Nano-TiO2-ren babes ultramorearen gaitasuna xurgatzeko eta sakabanatzeko gaitasunaren arabera zehazten da. Nano-TiO2-aren jatorrizko partikulen tamaina zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta indartsuagoa izango da ultramorea xurgatzeko gaitasuna. Rayleigh-en argi-sakabanaketa-legearen arabera, jatorrizko partikula-tamaina optimoa dago nano-TiO2-k uhin-luzera desberdinetako izpi ultramoreak sakabanatze-gaitasun handiena lortzeko. Esperimentuek ere erakusten dute izpi ultramoreen uhin-luzera zenbat eta luzeagoa izan, nano-TiO 2-ren blindaje-gaitasuna gehiago bere sakabanaketa-gaitasunaren araberakoa dela; Zenbat eta uhin-luzera laburragoa izan, orduan eta gehiago dago bere blindajea xurgatzeko gaitasunaren arabera.

2.3

Sakabanagarritasun eta gardentasun bikaina

Nano-TiO2-ren jatorrizko partikulen tamaina 100 nm-tik beherakoa da, argi ikusgaiaren uhin-luzera baino askoz txikiagoa. Teorian, nano-TiO2-k argi ikusgaia transmiti dezake guztiz barreiatuta dagoenean, beraz gardena da. Nano-TiO2-aren gardentasuna dela eta, ez du azala estaliko eguzkitarako krema kosmetikoetan gehitzen denean. Hori dela eta, azalaren edertasun naturala erakutsi dezake. Gardentasuna eguzkitarako krema kosmetikoetan nano-TiO2-ren indize garrantzitsuetako bat da. Izan ere, nano-TiO 2 gardena da, baina ez da guztiz gardena eguzkitarako kremetarako kosmetikoetan, nano-TiO2-k partikula txikiak, azalera espezifiko handia eta gainazal-energia oso handia duelako, eta agregakinak eratzen erraza da, eta, horrela, sakabanagarritasunari eta gardentasunari eragiten dio. produktuak.

2.4

Eguraldiarekiko erresistentzia ona

Nano-TiO 2 eguzkitarako kremetarako kosmetikoetarako zenbait eguraldi erresistentzia behar du (bereziki argiarekiko erresistentzia). Nano-TiO2-k partikula txikiak eta jarduera handia dituenez, izpi ultramoreak xurgatu ondoren elektroi-zulo bikoteak sortuko ditu, eta elektroi-zulo bikote batzuk gainazalera migratuko dira, eta ondorioz, oxigeno atomikoa eta hidroxilo erradikalak sortuko dira azalean xurgatutako uretan. nano-TiO2, oxidazio-gaitasun handia duena. Produktuen kolorea eta usaina eragingo du espezien deskonposizioaren ondorioz. Hori dela eta, isolamendu geruza garden bat edo gehiago, hala nola silizea, alumina eta zirkonia, nano-TiO2-aren gainazalean estali behar dira bere jarduera fotokimikoa galarazteko.

3. Nano-TiO2 motak eta garapen joerak

3.1

Nano-TiO2 hautsa

Nano-TiO2 produktuak hauts solido moduan saltzen dira, hauts hidrofilo eta hauts lipofilotan bana daitezke, nano-TiO2-ren gainazaleko propietateen arabera. Hauts hidrofiloa uretan oinarritutako kosmetikoetan erabiltzen da, eta hauts lipofiloa oliotan oinarritutako kosmetikoetan. Hauts hidrofiloak, oro har, gainazaleko tratamendu ez-organikoz lortzen dira. Nano-TiO2 hauts arrotz horietako gehienek gainazaleko tratamendu berezia izan dute beren aplikazio-eremuaren arabera.

3.2

Azalaren kolorea nano TiO2

Nano-TiO2 partikulak argi urdina argi ikusgarrian uhin-luzera laburragoarekin zabaltzeko errazak direnez, eguzkitarako krema kosmetikoetan gehitzen direnean, azala tonu urdina erakutsiko du eta itxura txarra izango du. Azalaren kolorea parekatzeko, pigmentu gorriak, hala nola, burdin oxidoa, sarritan gehitzen dira formula kosmetikoetan hasieran. Hala ere, nano-TiO2 _ 2 eta burdin oxidoaren arteko dentsitate eta hezegarritasun desberdintasuna dela eta, kolore flotagarriak gertatzen dira askotan.

4. Nano-TiO2-ren ekoizpen-egoera Txinan

Txinan nano-TiO2 _ 2-ri buruzko eskala txikiko ikerketa oso aktiboa da, eta ikerketa maila teorikoa munduko maila aurreratuera iritsi da, baina ikerketa aplikatua eta ingeniaritza ikerketa nahiko atzeratuta daude, eta ikerketaren emaitza asko ezin dira produktu industrial bihurtu. Txinan nano-TiO2-ren ekoizpen industriala 1997an hasi zen, Japonia baino 10 urte baino gehiago geroago.

Txinan nano-TiO2 produktuen kalitatea eta merkatuko lehiakortasuna mugatzen duten bi arrazoi daude:

① Teknologia aplikatuaren ikerketa atzean geratzen da

Aplikazio teknologikoen ikerketak sistema konposatuetan nano-TiO2-aren prozesu eta efektuen ebaluazioa gehitzeko arazoak konpondu behar ditu. Alor askotan nano-TiO2-ren aplikazio-ikerketa ez da guztiz garatu, eta eremu batzuetan ikerketak, hala nola eguzkitarako kremak kosmetikan, oraindik sakondu behar dira. Teknologia aplikatuaren ikerketaren atzerapena dela eta, Txinako nano-TiO2 _ 2 produktuak. ezin dira serieko markarik osatu eremu desberdinetako eskakizun bereziak betetzeko.

② Nano-TiO2-ren gainazal tratamenduaren teknologiak azterketa gehiago behar du

Gainazaleko tratamenduak gainazal tratamendu ez-organikoa eta gainazal tratamendu organikoa barne hartzen ditu. Azalera tratatzeko teknologia gainazaleko tratamendu-agente formulaz, gainazal tratamendu-teknologiaz eta gainazal tratamendu-ekipoz osatuta dago.

5. Amaierako oharrak

Eguzkitarako krema kosmetikoetan nano-TiO2-ren gardentasuna, ultramoreen babesaren errendimendua, sakabanaketa eta argi-erresistentzia indize tekniko garrantzitsuak dira bere kalitatea epaitzeko, eta nano-TiO2-ren sintesi-prozesua eta gainazal tratamendu-metodoa indize tekniko horiek zehazteko gakoa dira.