Nanoteknologia ja nanomateriaalit: Nanometrin titaanidioksidi aurinkovoideiden kosmetiikassa

Nanoteknologia ja nanomateriaalit: Nanometrin titaanidioksidi aurinkovoideiden kosmetiikassa

Lainaus sanat

Noin 5%: lla auringon säteilemistä säteistä on ultraviolettisäteitä, joiden aallonpituus on ≤400 nm. Ultraviolettisäteet auringonvalossa voidaan jakaa: pitkäaaltojen ultraviolettisäteihin, joiden aallonpituus on 320 nm ~ 400 nm, nimeltään A-tyyppinen ultraviolettisäte (UVA); Keski-aallon ultraviolettisätejä, joiden aallonpituus on 290 nm-320 nm, kutsutaan B-tyyppisiksi ultraviolettisäteiksi (UVB) ja lyhyen aallon ultraviolettisäteiksi, joiden aallonpituus on 200 nm-290 nm, C-tyyppinen ultraviolettisäteet.

Lyhyen aallonpituuden ja suuren energiansa vuoksi ultraviolettisäteillä on suuri tuhoisa voima, mikä voi vahingoittaa ihmisten ihoa, aiheuttaa tulehduksia tai auringonpolttamia ja tuottaa vakavasti ihosyöpää. UVB on tärkein tekijä, joka aiheuttaa ihon tulehduksia ja auringonpolttamaa.

1. Ultraviolettisäteiden suojaamisen periaate Nano TiO2

TiO _ 2 on N-tyypin puolijohde. Nano-tio _ 2: n kristallimuoto, jota käytetään aurinkovoidetta koskevassa kosmetiikassa, on yleensä rutiileja, ja sen kielletty kaistanleveys on 3,0 eV, kun UV-säteet aallonpituudella alle 400 nm: n säteilyä _ 2, valenssikaistan elektronit voivat absorboida UV-säteitä ja olla innostuneita johdinnauhaan ja elektroni-absorboivalle pareille. Pienellä hiukkaskokolla ja lukuisilla fraktioilla tämä lisää huomattavasti ultraviolettisäteiden estämisen tai sieppaamisen todennäköisyyttä.

14. Nano-TiO2: n ominaisuudet aurinkovoideiden kosmetiikassa

2.1

Korkea UV -suojaustehokkuus

Aurinkovoideiden kosmetiikan ultravioletti suojauskyky ilmaistaan ​​auringonsuojakertoimella (SPF -arvo) ja mitä suurempi SPF -arvo, sitä parempi aurinkovoidevaikutus. Aurinkovoidetta päällystetyn ihon pienimmän havaittavissa olevan eryteeman tuottamiseksi tarvittavan energian suhde energiaan, jota tarvitaan saman asteen eryteeman tuottamiseksi iholle ilman aurinkovoidetta.

Kun nano-tio2 absorboi ja hajottaa ultraviolettisäteitä, sitä pidetään ihanteellisimpana fyysisenä aurinkovoidetta kotona ja ulkomailla. Yleensä nano-tio2: n kyky suojata UVB on 3-4-kertainen nano-znon kyky.

2.2

Sopiva hiukkaskoko -alue

Nano-TiO2: n ultravioletti suojauskyky määritetään sen imeytymiskyvyn ja sirontakyvyn perusteella. Mitä pienempi nano-tio2: n alkuperäinen hiukkaskoko, sitä vahvempi ultravioletti-absorptiokyky. Rayleighin valonsirontalain mukaan nano-TiO2: n maksimaalisen sirontakyvyn optimaalinen alkuperäinen hiukkaskoko on optimaalinen ultraviolettisäteille, joilla on erilaiset aallonpituudet. Kokeet osoittavat myös, että mitä pidempi ultraviolettisäteiden aallonpituus, nano-tio 2: n suojakyky riippuu enemmän sen sirontakyvystä; Mitä lyhyempi aallonpituus, sitä enemmän sen suojaus riippuu sen absorptiokyvystä.

2.3

Erinomainen hajaantuvuus ja läpinäkyvyys

Alkuperäinen nano-TiO2-hiukkaskoko on alle 100 nm, paljon vähemmän kuin näkyvän valon aallonpituus. Teoreettisesti nano-tio2 voi välittää näkyvän valon, kun se on täysin hajonnut, joten se on läpinäkyvä. Nano-TiO2: n läpinäkyvyyden vuoksi se ei peitä ihoa, kun se lisätään aurinkovoidetta. Siksi se voi osoittaa luonnollista ihon kauneutta. Läpinäkyvyys on yksi tärkeimmistä nano-tio2-indekseistä aurinkovoideiden kosmetiikassa. Itse asiassa Nano-Tio 2 on läpinäkyvä, mutta ei täysin läpinäkyvä aurinkovoideiden kosmetiikassa, koska nano-TiO2: lla on pienet hiukkaset, suuri erityinen pinta-ala ja erittäin korkea pintaenergia, ja aggregaattien muodostaminen on helppo, mikä vaikuttaa tuotteiden hajonta ja läpinäkyvyyteen.

2.4

Hyvä säänkestävyys

Nano-tio 2 aurinkovoidetta varten vaatii tiettyä säänkestävyyttä (erityisesti kevyen resistenssin). Koska nano-TiO2: lla on pienet hiukkaset ja korkea aktiivisuus, se tuottaa elektronireiän pareja absorboivan ultraviolettisäteiden jälkeen ja jotkut elektronireiän parit kulkevat pintaan, mikä johtaa atomien happea ja hydroksyyliradikaaleihin vedessä, joka adsorboituu Nano-TiO2: n pinnalle, jolla on voimakas hapettumiskyky. Sävystymisen disoloinnin demokraattisointi. Siksi yksi tai useampi läpinäkyvä eristyskerros, kuten piidioksidi, alumiinioksidi ja zirkoniumoksidi, on päällystettävä nano-TiO2: n pinnalla sen fotokemiallisen aktiivisuuden estämiseksi.

3. Nano-tio2: n tyypit ja kehityssuuntaukset

3.1

Nano-tio2-jauhe

Nano-TiO2-tuotteet myydään kiinteän jauheen muodossa, jotka voidaan jakaa hydrofiiliseen jauheeseen ja lipofiiliseen jauheeseen nano-TiO2: n pintaominaisuuksien mukaan. Hydrofiilistä jauhetta käytetään vesipohjaisessa kosmetiikassa, kun taas lipofiilistä jauhetta käytetään öljypohjaisessa kosmetiikassa. Hydrofiiliset jauheet saadaan yleensä epäorgaanisella pintakäsittelyllä. Suurin osa näistä ulkomaisista nano-TiO2-jauheista on käynyt läpi erityisen pintakäsittelyn niiden käyttökenttien mukaan.

3.2

Ihon väri Nano TiO2

Koska nano-TiO2-hiukkaset ovat hienoja ja helppo hajottaa sinistä valoa lyhyemmällä aallonpituudella näkyvässä valossa, kun lisätään aurinkovoideiden kosmetiikkaan, iho näyttää sinisen sävyn ja näyttää epäterveelliseltä. Ihonvärin vastaamiseksi punaiset pigmentit, kuten rautaoksidi, lisätään usein kosmeettisiin kaavoihin varhaisessa vaiheessa. Kuitenkin nano-tio2 _ 2: n ja rautaoksidin välisen tiheys- ja kostutettavuuden vuoksi kelluvia värejä esiintyy kuitenkin usein.

4. Nano-tio2: n tuotantotila Kiinassa

Pienimuotoinen tutkimus Nano-TiO2 _ 2: sta Kiinassa on erittäin aktiivinen, ja teoreettinen tutkimusaste on saavuttanut maailman edistyneen tason, mutta sovellettu tutkimus- ja tekniikkatutkimus ovat suhteellisen taaksepäin, ja monia tutkimustuloksia ei voida muuttaa teollisuustuotteiksi. Nano-TiO2: n teollisuustuotanto Kiinassa alkoi vuonna 1997, yli 10 vuotta myöhemmin kuin Japani.

Kiinassa on kaksi syytä, jotka rajoittavat nano-tio2-tuotteiden laatua ja markkinoiden kilpailukykyä:

① Applied Technology Research on jäljessä

Sovellustekniikan tutkimuksen on ratkaistava prosessin lisäämisongelmat ja nano-TiO2: n vaikutuksen arviointi komposiittijärjestelmässä. Nano-TiO2: n sovellustutkimusta monilla aloilla ei ole täysin kehitetty, ja joillakin aloilla, kuten aurinkovoideiden kosmetiikassa, tutkimusta on edelleen syvennettävä. Sovelletun teknologiatutkimuksen viiveeseen Kiinan nano-tio2 _ 2 -tuotteet eivät voi muodostaa sarjamerkkejä vastaamaan eri alojen erityisvaatimuksia.

② Nano-tio2: n pintakäsittelytekniikka tarvitsee lisätutkimusta

Pintakäsittely sisältää epäorgaanisen pintakäsittelyn ja orgaanisen pintakäsittelyn. Pintakäsittelytekniikka koostuu pintakäsittelyaineiden kaavasta, pintakäsittelytekniikasta ja pintakäsittelylaitteista.

5. Päätelmät

Nano-TiO2: n läpinäkyvyys, ultravioletti suojaus, hajonta ja valonkestävyys aurinkovoideiden kosmetiikassa ovat tärkeitä teknisiä indeksejä sen laadun arvioimiseksi, ja nano-TiO2: n synteesiprosessi ja pintakäsittelymenetelmä ovat avain näiden teknisten indeksien määrittämiseen.