ណាណូបច្ចេកវិទ្យា និងសម្ភារៈណាណូ៖ ណាណូម៉ែត្រ ទីតាញ៉ូម ឌីអុកស៊ីត ក្នុងគ្រឿងសំអាង ឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ

ណាណូបច្ចេកវិទ្យា និងសម្ភារៈណាណូ៖ ណាណូម៉ែត្រ ទីតាញ៉ូម ឌីអុកស៊ីត ក្នុងគ្រឿងសំអាង ឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ

សម្រង់ពាក្យ

ប្រហែល 5% នៃកាំរស្មីដែលបញ្ចេញដោយព្រះអាទិត្យមានកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលមានរលកពន្លឺ≤400 nm ។ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៅក្នុងពន្លឺព្រះអាទិត្យអាចបែងចែកជាៈ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេរលកវែងដែលមានរលកប្រវែង 320 nm ~ 400 nm ហៅថា A-type ultraviolet rays (UVA); កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេរលកមធ្យមដែលមានរលកពន្លឺពី 290 nm ដល់ 320 nm ត្រូវបានគេហៅថាកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេប្រភេទ B និងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេរលកខ្លីដែលមានរលកប្រវែងពី 200 nm ដល់ 290 nm ត្រូវបានគេហៅថាកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេប្រភេទ C ។

ដោយសារតែរលកខ្លី និងថាមពលខ្ពស់ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ មានថាមពលបំផ្លិចបំផ្លាញដ៏អស្ចារ្យ ដែលអាចបំផ្លាញស្បែករបស់មនុស្ស បណ្តាលឱ្យរលាក ឬរលាកដោយសារពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងផលិតមហារីកស្បែកយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ។ UVB គឺជាកត្តាចម្បងដែលបណ្តាលឱ្យរលាកស្បែក និងរលាកស្បែកដោយសារពន្លឺព្រះអាទិត្យ។

1. គោលការណ៍ការពារកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេជាមួយណាណូ TiO2

TiO _ 2 គឺជាប្រភេទ N-type semiconductor ។ ទម្រង់គ្រីស្តាល់នៃ nano-TiO _ 2 ដែលប្រើក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃជាទូទៅមានលក្ខណៈជា rutile ហើយទទឹងក្រុមហាមឃាត់របស់វាគឺ 3.0 eV នៅពេលដែលកាំរស្មីយូវីដែលមានរលកពន្លឺតិចជាង 400nm irradiate TiO _ 2 អេឡិចត្រុងនៅលើក្រុមវ៉ាឡង់អាចស្រូបកាំរស្មីយូវី ហើយរំភើបនឹង ក្រុមតន្រ្តី conduction និងគូអេឡិចត្រុង - រន្ធត្រូវបានបង្កើតក្នុងពេលតែមួយ ដូច្នេះ TiO _ 2 មានមុខងារស្រូបយកកាំរស្មីយូវី។ ជាមួយនឹងទំហំភាគល្អិតតូច និងប្រភាគជាច្រើន វាបង្កើនប្រូបាប៊ីលីតេនៃការទប់ស្កាត់ ឬស្ទាក់ចាប់កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។

2. លក្ខណៈនៃ nano-TiO2 នៅក្នុងគ្រឿងសំអាងការពារកំដៅថ្ងៃ

២.១

ប្រសិទ្ធភាពការពារកាំរស្មីយូវីខ្ពស់។

សមត្ថភាពការពារកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃឡេការពារកម្តៅថ្ងៃត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយកត្តាការពារកម្តៅថ្ងៃ (តម្លៃSPF) ហើយតម្លៃ SPF ខ្ពស់ ប្រសិទ្ធភាពឡេការពារកម្តៅថ្ងៃកាន់តែប្រសើរ។ សមាមាត្រនៃថាមពលដែលត្រូវការសម្រាប់ផលិត erythema ដែលអាចរកឃើញទាបបំផុតសម្រាប់ស្បែកដែលស្រោបដោយផលិតផលឡេការពារកម្តៅថ្ងៃទៅនឹងថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីផលិត erythema កម្រិតដូចគ្នាសម្រាប់ស្បែកដោយគ្មានផលិតផលឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ។

ដោយសារ nano-TiO2 ស្រូបយក និងបញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ វាត្រូវបានចាត់ទុកថាជាឡេការពារកម្តៅថ្ងៃដ៏ល្អបំផុតទាំងក្នុង និងក្រៅប្រទេស។ ជាទូទៅសមត្ថភាពនៃ nano-TiO2 ក្នុងការការពារកាំរស្មី UVB គឺ 3-4 ដងនៃ nano-ZnO ។

២.២

ជួរទំហំភាគល្អិតសមស្រប

សមត្ថភាពការពារកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃ nano-TiO2 ត្រូវបានកំណត់ដោយសមត្ថភាពស្រូបយក និងសមត្ថភាពខ្ចាត់ខ្ចាយរបស់វា។ ទំហំភាគល្អិតដើមតូចជាងនៃ nano-TiO2 សមត្ថភាពស្រូបយកអ៊ុលត្រាវីយូឡេកាន់តែខ្លាំង។ យោងតាមច្បាប់នៃការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺរបស់ Rayleigh មានទំហំភាគល្អិតដើមដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់សមត្ថភាពខ្ចាត់ខ្ចាយអតិបរិមានៃ nano-TiO2 ទៅនឹងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលមានរលកពន្លឺខុសៗគ្នា។ ការពិសោធន៍ក៏បង្ហាញផងដែរថា ប្រវែងរលកនៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេកាន់តែវែង សមត្ថភាពការពារនៃ nano-TiO 2 អាស្រ័យកាន់តែច្រើនទៅលើសមត្ថភាពបំបែករបស់វា។ ប្រវែងរលកកាន់តែខ្លី ការការពាររបស់វាកាន់តែច្រើនអាស្រ័យលើសមត្ថភាពស្រូបយករបស់វា។

២.៣

ការបែកខ្ញែក និងតម្លាភាពដ៏អស្ចារ្យ

ទំហំភាគល្អិតដើមនៃ nano-TiO2 គឺទាបជាង 100 nm ដែលតិចជាងចម្ងាយរលកនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ។ តាមទ្រឹស្តី nano-TiO2 អាចបញ្ជូនពន្លឺដែលអាចមើលឃើញនៅពេលដែលវាបែកខ្ញែកទាំងស្រុង ដូច្នេះវាមានតម្លាភាព។ ដោយសារតែតម្លាភាពនៃ nano-TiO2 វានឹងមិនគ្របដណ្តប់ស្បែកនៅពេលបញ្ចូលទៅក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ។ ដូច្នេះហើយ វាអាចបង្ហាញពីភាពស្រស់ស្អាតនៃស្បែកធម្មជាតិ។ តម្លាភាពគឺជាសន្ទស្សន៍ដ៏សំខាន់មួយនៃ nano-TiO2 នៅក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ។ តាមពិតទៅ nano-TiO2 មានតម្លាភាព ប៉ុន្តែមិនមានតម្លាភាពទាំងស្រុងនៅក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃទេ ព្រោះ nano-TiO2 មានភាគល្អិតតូចៗ ផ្ទៃជាក់លាក់ធំ និងថាមពលលើផ្ទៃខ្ពស់ខ្លាំង ហើយវាងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតសារធាតុផ្សំ ដូច្នេះប៉ះពាល់ដល់ការបែកខ្ញែក និងតម្លាភាពនៃ ផលិតផល។

២.៤

ធន់នឹងអាកាសធាតុល្អ។

Nano-TiO 2 សម្រាប់គ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ ទាមទារភាពធន់នឹងអាកាសធាតុជាក់លាក់ (ជាពិសេសធន់នឹងពន្លឺ)។ ដោយសារតែ nano-TiO2 មានភាគល្អិតតូចៗ និងសកម្មភាពខ្ពស់ វានឹងបង្កើតគូរន្ធអេឡិចត្រុង បន្ទាប់ពីស្រូបកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ ហើយគូរន្ធអេឡិចត្រុងមួយចំនួននឹងធ្វើចំណាកស្រុកទៅលើផ្ទៃ ដែលបណ្តាលឱ្យមានអុកស៊ីហ្សែនអាតូមិក និងរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូស៊ីលនៅក្នុងទឹកដែលស្រូបយកលើផ្ទៃទឹក nano-TiO2 ដែលមានសមត្ថភាពអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង។ វានឹងធ្វើឱ្យផលិតផលប្រែពណ៌ និងក្លិនដោយសារតែការរលួយនៃគ្រឿងទេស។ ដូច្នេះ ស្រទាប់ឯកោដែលមានតម្លាភាពមួយ ឬច្រើនដូចជា ស៊ីលីកា អាលុយមីណា និងហ្សីកូនី ត្រូវតែស្រោបលើផ្ទៃនៃ nano-TiO2 ដើម្បីរារាំងសកម្មភាពគីមីរបស់វា។

3. ប្រភេទ និងនិន្នាការអភិវឌ្ឍន៍នៃ nano-TiO2

៣.១

ម្សៅ Nano-TiO2

ផលិតផល nano-TiO2 ត្រូវបានលក់ក្នុងទម្រង់ជាម្សៅរឹង ដែលអាចបែងចែកទៅជាម្សៅ hydrophilic និងម្សៅ lipophilic យោងតាមលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃរបស់ nano-TiO2 ។ ម្សៅ Hydrophilic ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងគ្រឿងសំអាងដែលមានមូលដ្ឋានលើទឹក ខណៈពេលដែលម្សៅ lipophilic ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងគ្រឿងសំអាងដែលមានជាតិប្រេង។ ម្សៅអ៊ីដ្រូហ្វីលីក ជាទូទៅត្រូវបានទទួលដោយការព្យាបាលលើផ្ទៃអសរីរាង្គ។ ភាគច្រើននៃម្សៅ nano-TiO2 បរទេសទាំងនេះបានឆ្លងកាត់ការព្យាបាលលើផ្ទៃពិសេសដោយយោងទៅតាមវាលកម្មវិធីរបស់វា។

៣.២

ពណ៌ស្បែក nano TiO2

ដោយសារតែភាគល្អិត nano-TiO2 មានលក្ខណៈល្អ និងងាយស្រួលក្នុងការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺពណ៌ខៀវ ជាមួយនឹងរលកខ្លីជាងនៅក្នុងពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ នៅពេលដែលបញ្ចូលទៅក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ ស្បែកនឹងបង្ហាញពណ៌ខៀវ និងមើលទៅមិនល្អ។ ដើម្បីផ្គូផ្គងពណ៌ស្បែក សារធាតុពណ៌ក្រហមដូចជាអុកស៊ីដជាតិដែក ជារឿយៗត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងរូបមន្តកែសម្ផស្សនៅដំណាក់កាលដំបូង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារភាពខុសគ្នានៃដង់ស៊ីតេ និងសំណើមរវាង nano-TiO2 _ 2 និងអុកស៊ីដដែក ពណ៌អណ្តែតកើតឡើងជាញឹកញាប់។

4. ស្ថានភាពផលិតកម្ម nano-TiO2 នៅក្នុងប្រទេសចិន

ការស្រាវជ្រាវខ្នាតតូចនៅលើ nano-TiO2 _ 2 នៅក្នុងប្រទេសចិនគឺសកម្មខ្លាំងណាស់ ហើយកម្រិតស្រាវជ្រាវទ្រឹស្តីបានឈានដល់កម្រិតជឿនលឿនពិភពលោក ប៉ុន្តែការស្រាវជ្រាវដែលបានអនុវត្ត និងការស្រាវជ្រាវផ្នែកវិស្វកម្មមានភាពយឺតយ៉ាវ ហើយលទ្ធផលស្រាវជ្រាវជាច្រើនមិនអាចបំប្លែងទៅជាផលិតផលឧស្សាហកម្មបានទេ។ ផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនៃ nano-TiO2 នៅក្នុងប្រទេសចិនបានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1997 ច្រើនជាង 10 ឆ្នាំក្រោយប្រទេសជប៉ុន។

មានហេតុផលពីរដែលដាក់កម្រិតគុណភាព និងការប្រកួតប្រជែងទីផ្សារនៃផលិតផល nano-TiO2 នៅក្នុងប្រទេសចិន៖

① ការ​ស្រាវជ្រាវ​បច្ចេកវិជ្ជា​អនុវត្ត​នៅ​យឺតយ៉ាវ

ការស្រាវជ្រាវបច្ចេកវិទ្យាកម្មវិធីត្រូវការដោះស្រាយបញ្ហានៃការបន្ថែមដំណើរការ និងការវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃ nano-TiO2 នៅក្នុងប្រព័ន្ធសមាសធាតុ។ ការស្រាវជ្រាវលើការប្រើប្រាស់ nano-TiO2 ក្នុងវិស័យជាច្រើនមិនទាន់ត្រូវបានអភិវឌ្ឍពេញលេញទេ ហើយការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យមួយចំនួនដូចជា គ្រឿងសម្អាងការពារកំដៅថ្ងៃ នៅតែត្រូវការធ្វើឱ្យស៊ីជម្រៅ។ ដោយសារតែភាពយឺតយ៉ាវនៃការស្រាវជ្រាវបច្ចេកវិជ្ជាអនុវត្ត ផលិតផល nano-TiO2 _ 2 របស់ប្រទេសចិន មិនអាចបង្កើតម៉ាកសៀរៀលដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការពិសេសនៃវិស័យផ្សេងៗគ្នាបានទេ។

② បច្ចេកវិទ្យាព្យាបាលលើផ្ទៃនៃ nano-TiO2 ត្រូវការការសិក្សាបន្ថែម

ការព្យាបាលលើផ្ទៃរួមមាន ការព្យាបាលលើផ្ទៃអសរីរាង្គ និងការព្យាបាលលើផ្ទៃសរីរាង្គ។ បច្ចេកវិជ្ជាព្យាបាលលើផ្ទៃត្រូវបានផ្សំឡើងពីរូបមន្តភ្នាក់ងារព្យាបាលផ្ទៃ បច្ចេកវិទ្យាព្យាបាលផ្ទៃ និងឧបករណ៍ព្យាបាលលើផ្ទៃ។

5. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

តម្លាភាព ប្រសិទ្ធភាពការពារកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ ភាពបែកខ្ញែក និងភាពធន់នៃពន្លឺនៃ nano-TiO2 នៅក្នុងគ្រឿងសំអាងឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ គឺជាសន្ទស្សន៍បច្ចេកទេសដ៏សំខាន់ដើម្បីវិនិច្ឆ័យគុណភាពរបស់វា ហើយដំណើរការសំយោគ និងវិធីសាស្ត្រព្យាបាលលើផ្ទៃនៃ nano-TiO2 គឺជាគន្លឹះដើម្បីកំណត់សន្ទស្សន៍បច្ចេកទេសទាំងនេះ។