Nanotechnology a me Nanomaterials: Nanometer Titanium Dioxide i Sunscreen Cosmetics

Nanotechnology a me Nanomaterials: Nanometer Titanium Dioxide i Sunscreen Cosmetics

Haʻi ʻōlelo

Ma kahi o 5% o nā kukuna i hoʻomālamalama ʻia e ka lā he mau kukuna ultraviolet me ka lōʻihi hawewe ≤400 nm. Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā kukui Ultraviolet i ka lā: nā kukui ultraviolet lōʻihi me ka lōʻihi o 320 nm ~ 400 nm, i kapa ʻia ʻo A-type ultraviolet rays (UVA); ʻO nā kukui ultraviolet hawewe liʻiliʻi me ka lōʻihi o ka nalu o 290 nm a 320 nm ua kapa ʻia ʻo B-type ultraviolet rays (UVB) a ʻo nā kukui ultraviolet pōkole me ka lōʻihi o ka nalu o 200 nm a 290 nm ua kapa ʻia ʻo C-type ultraviolet rays.

Ma muli o kona lōʻihi hawewe pōkole a me ka ikehu kiʻekiʻe, loaʻa i nā kukuna ultraviolet ka mana luku nui, hiki ke hoʻopōʻino i ka ʻili o nā kānaka, hoʻoulu ʻia a i ʻole ka lā, a hoʻohua nui i ka maʻi maʻi ʻili. ʻO UVB ke kumu nui e hoʻoulu ai i ka ʻili a me ka sunburn.

1. ke kumu o ka pale ʻana i nā kukuna ultraviolet me ka nano TiO2

ʻO TiO _ 2 he semiconductor ʻano N. ʻO ke ʻano aniani o ka nano-TiO _ 2 i hoʻohana ʻia i nā mea hoʻonaninani pale lā he rutile maʻamau, a ʻo kona ākea pāpā ʻia ʻo 3.0 eV Ke hoʻoheheʻe ʻia nā kukui UV me ka lōʻihi hawewe ma lalo o 400nm irradiate TiO _ 2, hiki i nā electrons on valence band ke komo i nā kukuna UV a hauʻoli i ka. ka hui conduction, a me nā hui electron-hole i hana ʻia i ka manawa like, no laila ʻo TiO _ 2 ka hana o ka hoʻopaʻa ʻana i ka UV. kukuna. Me ka liʻiliʻi liʻiliʻi a me nā haʻihaʻi he nui, hoʻonui nui kēia i ka hiki ke hoʻopaʻa ʻia a i ʻole ke kāohi ʻana i nā kukuna ultraviolet.

2. Nā hiʻohiʻona o ka nano-TiO2 i nā mea hoʻonani pale lā

2.1

Kiʻekiʻe UV pale pono

Hōʻike ʻia ka hiki ke pale ʻana i ka ultraviolet o nā mea hoʻonaninani sunscreen e ke kumu pale pale (SPF waiwai), a ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka waiwai SPF, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hopena sunscreen. ʻO ka lakio o ka ikehu e pono ai e hana i ka erythema haʻahaʻa loa e ʻike ʻia no ka ʻili i uhi ʻia me nā huahana pale lā i ka ikehu e pono ai e hana i ka erythema o ke degere like no ka ʻili me nā huahana pale lā.

ʻOiai ʻo nano-TiO2 e hoʻomoʻa a hoʻopuehu i nā kukui ultraviolet, ua manaʻo ʻia ʻo ia ka pale kino kino maikaʻi loa ma ka home a ma waho. Ma keʻano laulā, hiki i ka nano-TiO2 ke pale iā UVB he 3-4 mau manawa o ka nano-ZnO.

2.2

ʻO ka laulā nui o nā ʻāpana kūpono

Hoʻoholo ʻia ka hiki ʻana o ka pale ultraviolet o nano-TiO2 e kona hiki i ka absorption a me ka hiki ke hoʻopuehu. ʻOi aku ka liʻiliʻi o ka nui o ka nui o ka nano-TiO2, ʻoi aku ka ikaika o ka hiki ʻana o ka ultraviolet. Wahi a ke kānāwai o Rayleigh no ka hoʻopuehu ʻana i ka māmā, aia ka nui o ka nui o ka ʻāpana kumu no ka hiki ke hoʻopuehu nui o nano-TiO2 i nā kukuna ultraviolet me nā lōʻihi hawewe like ʻole. Hōʻike pū nā hoʻokolohua ʻoi aku ka lōʻihi o ka nalu o nā kukuna ultraviolet, ʻO ka hiki ke pale o nano-TiO 2 e hilinaʻi nui i kona hiki ke hoʻopuehu; ʻOi aku ka pōkole o ka nalu, ʻoi aku ka nui o kona pale ʻana ma muli o kona hiki ke komo.

2.3

ʻO ka hoʻopuehu maikaʻi a me ka ʻike

Aia ma lalo o 100 nm ka nui o ka pōpō mua o nano-TiO2, ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o ka lōʻihi o ka nalu o ke kukui ʻike ʻia. Ma ke ʻano manaʻo, hiki i ka nano-TiO2 ke hoʻouna i ka mālamalama ʻike ʻia ke hoʻopuehu loa ʻia, no laila ua maopopo. Ma muli o ke aniani o nano-TiO2, ʻaʻole ia e uhi i ka ʻili ke hoʻohui ʻia i loko o nā mea hoʻonaninani sunscreen. No laila, hiki iā ia ke hōʻike i ka nani o ka ʻili maoli. ʻO kaʻoiaʻiʻo, ʻo ka nano-TiO 2 he akaka akā ʻaʻole maopopo loa i nā mea hoʻonaninani sunscreen, no ka mea, ʻo ka nano-TiO2 he mau mea liʻiliʻi liʻiliʻi, ʻāpana kikoʻī nui a me ka ikehu kiʻekiʻe kiʻekiʻe loa, a ua maʻalahi ka hana ʻana i nā aggregates, pēlā e hoʻopili ai i ka dispersibility a me ka ʻike. huahana.

2.4

Kūleʻa maikaʻi i ka wā

Pono ʻo Nano-TiO 2 no nā mea hoʻomaʻemaʻe sunscreen i ke kūpaʻa ʻana i ka wā (ʻoi aku ka pale māmā). Ma muli o ka nano-TiO2 he mau mea liʻiliʻi a me ka hana kiʻekiʻe, e hoʻohua ia i nā pālua electron-hole ma hope o ke komo ʻana i nā kukuna ultraviolet, a e neʻe kekahi mau lua electron-hole i ka ʻili, e hopena i ka oxygen atomic a me nā radical hydroxyl i loko o ka wai adsorbed ma luna o ka ʻili. nano-TiO2, nona ka mana oxidation ikaika. E hoʻoneʻe ʻia nā huahana a me ka ʻala ma muli o ka decomposition o nā mea ʻala. No laila, pono e uhi ʻia i hoʻokahi a ʻoi aʻe paha nā papa hoʻokaʻawale ʻokoʻa, e like me ke silica, alumina a me ka zirconia, ma ka ʻili o ka nano-TiO2 e pale ai i kāna hana photochemical.

3. Nā ʻano a me nā ʻano hoʻomohala o nano-TiO2

3.1

Nano-TiO2 pauka

Kūʻai ʻia nā huahana nano-TiO2 ma ke ʻano o ka pauka paʻa, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia i loko o ka pauka hydrophilic a me ka pauka lipophilic e like me ka ʻili o ka nano-TiO2. Hoʻohana ʻia ka pauka Hydrophilic i nā mea hoʻonaninani wai, ʻoiai hoʻohana ʻia ka pauka lipophilic i nā mea hoʻonaninani ʻaila. Loaʻa ʻia nā pauka Hydrophilic ma o ka mālama ʻana i ka ʻili o ka honua.

3.2

Nano TiO2 kala ʻili

Ma muli o ka maikaʻi a me ka maʻalahi o nā ʻāpana nano-TiO2 e hoʻopuehu i ke kukui uliuli me ka lōʻihi o ka nalu i ʻike ʻia, ke hoʻohui ʻia i loko o nā mea hoʻonaninani sunscreen, e hōʻike ka ʻili i ka leo polū a nānā maikaʻi ʻole. I mea e hoʻohālikelike ai i ka waihoʻoluʻu o ka ʻili, hoʻohui pinepine ʻia nā puaʻa ʻulaʻula e like me ka hao hao i nā ʻano hoʻonaninani i ka wā mua. Eia naʻe, ma muli o ka ʻokoʻa o ka mānoanoa a me ka pulu ma waena o nano-TiO2 _ 2 a me ka hao oxide, ʻike pinepine ʻia nā kala lana.

4. Ke kūlana hana o nano-TiO2 ma Kina

ʻO ka noiʻi liʻiliʻi ma ka nano-TiO2 _ 2 ma Kina he ikaika loa, a ua hōʻea ka pae noiʻi theoretical i ka pae kiʻekiʻe o ka honua, akā ʻo ka noiʻi noiʻi noiʻi a me ka noiʻi ʻenekinia he mea hope loa, a ʻaʻole hiki ke hoʻololi ʻia nā hopena noiʻi he nui i nā huahana ʻoihana. Ua hoʻomaka ka hana ʻenehana o nano-TiO2 ma Kina i ka makahiki 1997, ʻoi aku ma mua o 10 mau makahiki ma hope o Iapana.

ʻElua kumu e kaohi ai i ka maikaʻi a me ka hoʻokūkū mākeke o nā huahana nano-TiO2 ma Kina:

① Ua hala ka noiʻi ʻenehana noiʻi

Pono ka noiʻi noiʻi noiʻi e hoʻoponopono i nā pilikia o ka hoʻohui ʻana i ke kaʻina hana a me ka loiloi hopena o nano-TiO2 i ka ʻōnaehana composite. Ka noiʻi noiʻi noiʻi o nano-TiO2 i loko o nā kula he nui ʻaʻole i hoʻomohala piha ʻia, a ʻo ka noiʻi ʻana ma kekahi mau kula, e like me ka sunscreen cosmetics, pono e hoʻonui ʻia. ʻAʻole hiki ke hana i nā hōʻailona serial e hoʻokō i nā koi kūikawā o nā kahua like ʻole.

② Pono ka ʻenehana lapaʻau o ka nano-TiO2 e aʻo hou aku

ʻO ka hoʻomaʻamaʻa ʻili ʻana e pili ana i ka mālama ʻana i ka ʻili a me ka mālama ʻana i ka ʻili. Hoʻokumu ʻia ka ʻenehana lapaʻau ʻili i ke ʻano o ka lāʻau lapaʻau ʻili, ʻenehana lapaʻau ʻili a me nā lako lapaʻau.

5. Olelo Hoopau

ʻO ka ʻike, ka hana pale ultraviolet, ka dispersibility a me ka pale māmā o ka nano-TiO2 i ka sunscreen cosmetics he mau kuhikuhi ʻenehana koʻikoʻi e hoʻoholo ai i kona ʻano maikaʻi, a ʻo ke kaʻina hana synthesis a me ke ʻano o ka mālama ʻana i ka ʻili o nano-TiO2 ke kī e hoʻoholo ai i kēia mau ʻike loea.