Nanótækni og nanóefni: Nanometer Títantvíoxíð í sólarvörn snyrtivörum

Nanótækni og nanóefni: Nanometer Títantvíoxíð í sólarvörn snyrtivörum

Vitna í orð

Um 5% af geislum sem sólin geislar hafa útfjólubláa geisla með bylgjulengd ≤400 nm. Útfjólubláum geislum í sólarljósi má skipta í: langbylgju útfjólubláa geisla með bylgjulengd 320 nm~400 nm, kallaðir A-gerð útfjólubláir geislar (UVA); Meðalbylgju útfjólubláir geislar með bylgjulengd 290 nm til 320 nm eru kallaðir B-gerð útfjólubláir geislar (UVB) og stuttbylgju útfjólubláir geislar með bylgjulengd 200 nm til 290 nm eru kallaðir C-gerð útfjólubláir geislar.

Vegna stuttrar bylgjulengdar og mikillar orku hafa útfjólubláir geislar mikinn eyðileggingarmátt sem getur skaðað húð fólks, valdið bólgu eða sólbruna og valdið alvarlega húðkrabbameini. UVB er aðalþátturinn sem veldur húðbólgu og sólbruna.

1. meginreglan um að verja útfjólubláa geisla með nanó TiO2

TiO _ 2 er N-gerð hálfleiðari. Kristalform nanó-TiO _ 2 sem notað er í sólarvörn snyrtivörur er yfirleitt rutil og bannað bandbreidd þess er 3,0 eV Þegar UV geislar með bylgjulengd minni en 400 nm geisla TiO _ 2 geta rafeindir á gildissviðinu tekið í sig UV geisla og verið spenntar fyrir leiðnisviðið og rafeindaholapör myndast á sama tíma, svo TiO _ 2 hefur það hlutverk að gleypa UV geisla. Með lítilli kornastærð og fjölmörgum brotum eykur þetta verulega líkurnar á að loka eða stöðva útfjólubláa geisla.

2. Eiginleikar nano-TiO2 í sólarvörn snyrtivörum

2.1

Mikil UV-vörn skilvirkni

Útfjólubláa hlífðargeta sólarvarnar snyrtivara kemur fram með sólarvarnarstuðlinum (SPF gildi), og því hærra sem SPF gildið er, því betri eru sólarvörnaráhrifin. Hlutfall orkunnar sem þarf til að framleiða lægsta greinanlegan roða fyrir húð húðuð með sólarvörn og orkunnar sem þarf til að framleiða roða af sömu gráðu fyrir húð án sólarvarnarvara.

Þar sem nanó-TiO2 gleypir og dreifir útfjólubláum geislum er litið á það sem ákjósanlegasta líkamlega sólarvörnina heima og erlendis. Almennt séð er geta nanó-TiO2 til að verja UVB 3-4 sinnum meiri en nanó-ZnO.

2.2

Hentugt kornastærðarsvið

Útfjólubláa hlífðargeta nanó-TiO2 ræðst af frásogshæfni þess og dreifingargetu. Því minni sem upprunaleg kornastærð nanó-TiO2 er, því sterkari er útfjólubláa frásogshæfni. Samkvæmt lögmáli Rayleigh um ljósdreifingu er ákjósanleg upprunaleg kornastærð fyrir hámarksdreifingargetu nanó-TiO2 yfir í útfjólubláa geisla með mismunandi bylgjulengd. Tilraunir sýna einnig að því lengri sem bylgjulengd útfjólubláa geislanna er, fer hlífðargeta nanó-TiO 2 meira eftir dreifingargetu þess; Því styttri sem bylgjulengdin er, því meira veltur vörnin á frásogshæfni hennar.

2.3

Frábær dreifileiki og gagnsæi

Upprunaleg kornastærð nanó-TiO2 er undir 100 nm, mun minni en bylgjulengd sýnilegs ljóss. Fræðilega séð getur nano-TiO2 sent sýnilegt ljós þegar það er alveg dreift, svo það er gegnsætt. Vegna gagnsæis nanó-TiO2 mun það ekki hylja húðina þegar það er bætt í sólarvörn snyrtivörur. Þess vegna getur það sýnt náttúrulega fegurð húðarinnar. Gagnsæi er einn af mikilvægum vísitölum nanó-TiO2 í sólarvörn snyrtivörum. Reyndar er nanó-TiO 2 gagnsætt en ekki alveg gegnsætt í snyrtivörum fyrir sólarvörn, vegna þess að nanó-TiO2 hefur litlar agnir, stórt sérstakt yfirborð og mjög mikla yfirborðsorku og það er auðvelt að mynda fylliefni, sem hefur þannig áhrif á dreifileika og gagnsæi vörur.

2.4

Góð veðurþol

Nano-TiO 2 fyrir sólarvörn fyrir snyrtivörur krefst ákveðinnar veðurþols (sérstaklega ljósþol). Vegna þess að nanó-TiO2 hefur litlar agnir og mikla virkni, mun það mynda rafeindaholapör eftir að hafa gleypt útfjólubláa geisla og sum rafeindaholapör flytjast upp á yfirborðið, sem leiðir til atóms súrefnis og hýdroxýlrótar í vatninu sem aðsogast á yfirborði nano-TiO2, sem hefur sterka oxunargetu. Það mun valda mislitun á vörum og lykt vegna niðurbrots á kryddi. Þess vegna verður að húða eitt eða fleiri gagnsæ einangrunarlög, eins og kísil, súrál og sirkon, á yfirborði nanó-TiO2 til að hindra ljósefnafræðilega virkni þess.

3. Tegundir og þróunarstraumar nanó-TiO2

3.1

Nano-TiO2 duft

Nanó-TiO2 vörurnar eru seldar í formi föstu dufts, sem má skipta í vatnssækið duft og fitusækið duft í samræmi við yfirborðseiginleika nanó-TiO2. Vatnssækið duft er notað í snyrtivörur sem eru byggðar á vatni en fitusækið duft er notað í snyrtivörur sem byggjast á olíu. Vatnssækið duft er almennt fengið með ólífrænni yfirborðsmeðferð. Flest þessara erlendu nanó-TiO2 dufta hafa gengist undir sérstaka yfirborðsmeðferð í samræmi við notkunarsvið þeirra.

3.2

Húðlitur nano TiO2

Vegna þess að nanó-TiO2 agnir eru fínar og auðvelt er að dreifa bláu ljósi með styttri bylgjulengd í sýnilegu ljósi, þegar þeim er bætt í sólarvörn snyrtivörur, mun húðin sýna bláan tón og líta óhollt út. Til þess að passa við húðlit er rauðum litarefnum eins og járnoxíði oft bætt við snyrtivörur á fyrstu stigum. Hins vegar, vegna mismunar á þéttleika og vætanleika milli nanó-TiO2 _ 2 og járnoxíðs, koma oft fljótandi litir fram.

4. Framleiðslustaða nanó-TiO2 í Kína

Lítil mælikvarði á nanó-TiO2 _ 2 í Kína er mjög virkur og fræðilegt rannsóknarstig hefur náð háþróaða stigi í heiminum, en hagnýtar rannsóknir og verkfræðirannsóknir eru tiltölulega aftur á móti og ekki er hægt að breyta mörgum rannsóknarniðurstöðum í iðnaðarvörur. Iðnaðarframleiðsla nanó-TiO2 í Kína hófst árið 1997, meira en 10 árum síðar en Japan.

Það eru tvær ástæður sem takmarka gæði og samkeppnishæfni nanó-TiO2 vara í Kína:

① Hagnýtar tæknirannsóknir eru á eftir

Notkun tæknirannsókna þarf að leysa vandamálin við að bæta við ferli og áhrifamati á nanó-TiO2 í samsettu kerfi. Notkunarrannsóknir á nanó-TiO2 á mörgum sviðum hafa ekki verið fullþróaðar og rannsóknir á sumum sviðum, eins og sólarvörn snyrtivörur, þarf enn að dýpka. Vegna töf á hagnýtri tæknirannsóknum eru nanó-TiO2 _ 2 vörur Kína getur ekki myndað raðvörumerki til að uppfylla sérstakar kröfur mismunandi sviða.

② Yfirborðsmeðferðartækni nanó-TiO2 þarfnast frekari rannsóknar

Yfirborðsmeðferð felur í sér ólífræna yfirborðsmeðferð og lífræna yfirborðsmeðferð. Yfirborðsmeðferðartækni samanstendur af formúlu fyrir yfirborðsmeðferðarefni, yfirborðsmeðferðartækni og yfirborðsmeðferðarbúnað.

5. Lokaorð

Gagnsæi, útfjólubláa hlífðarafköst, dreifihæfni og ljósþol nanó-TiO2 í sólarvörn snyrtivörum eru mikilvægar tæknilegar vísbendingar til að dæma gæði þess, og nýmyndunarferlið og yfirborðsmeðferðaraðferð nanó-TiO2 eru lykillinn að því að ákvarða þessar tæknilegu vísitölur.