Nanotechnologijos ir nanomedžiagos: nanometrų titano dioksidas saulės apsaugos priemonėse kosmetikoje
Citatos žodžiai
Maždaug 5% saulės spindulių spinduliuotės spinduliuoja ultravioletiniai spinduliai, kurių bangos ilgis yra ≤400 nm. Ultravioletinius spindulius saulės šviesoje galima suskirstyti į: ilgų bangų ultravioletinius spindulius, kurių bangos ilgis yra 320 nm ~ 400 nm, vadinami A tipo ultravioletiniais spinduliais (UVA); Vidutinių bangos ultravioletiniai spinduliai, kurių bangos ilgis yra nuo 290 nm iki 320 nm, vadinami B tipo ultravioletinių spindulių (UVB) ir trumpų bangos ultravioletinių spindulių, kurių bangos ilgis yra nuo 200 nm iki 290 nm, yra vadinami C tipo ultravioletinių spinduliais.
Dėl savo trumpo bangos ilgio ir didelės energijos ultravioletiniai spinduliai turi didelę destruktyvią galią, kuri gali pakenkti žmonių odai, sukelti uždegimą ar saulės nudegimą ir rimtai sukelti odos vėžį. UVB yra pagrindinis veiksnys, sukeliantis odos uždegimą ir saulės nudegimą.
1. Ultravioletinių spindulių ekranavimo principas su „Nano TiO2“
TIO _ 2 yra N tipo puslaidininkis. Nano-tio _ 2, naudojamos saulės apsaugos priemonių kosmetikoje, kristalinė forma paprastai yra rutile, o jo draudžiama juostos plotis yra 3,0 eV, kai UV spinduliai, kurių bangos ilgis yra mažesnis nei 400 nm, švitinimo tio _ 2, valentinių juostų elektronai gali absorbuoti UV spindulius ir sužavėti laidumo juostą, o elektronų skylės poros yra sugeneruotos tuo pačiu metu. Esant mažoms dalelių dydžiui ir daugybei trupmenų, tai labai padidina ultravioletinių spindulių blokavimo ar perėmimo tikimybę.
2. „Nano-TiO2“ charakteristikos saulės apsaugos priemonių kosmetikoje
2.1
Aukštas UV ekrano efektyvumas
Ultravioletinių saulės apsaugos priemonių kosmetikos gebėjimai yra išreiškiami apsaugos nuo saulės faktoriumi (SPF vertė) ir kuo didesnė SPF vertė, tuo geresnis saulės ekrano efektas. Energijos, reikalingos norint gauti mažiausią aptinkamą eritemą, skirtą odai, padengtoms apsaugos nuo saulės produktais, ir energijos, reikalingos tokio paties laipsnio eritemai odai, be saulės apsaugos priemonių.
Kadangi „Nano-TiO2“ sugeria ir išsklaido ultravioletinius spindulius, jis laikomas idealiausiu fiziniu apsaugos nuo saulės priemonėmis namuose ir užsienyje. Apskritai, „Nano-TiO2“ gebėjimas apsaugoti UVB yra 3–4 kartus didesnis nei „Nano-Zno“.
2.2
Tinkamas dalelių dydžio diapazonas
„Nano-TiO2“ ultravioletinių spindulių ekranavimo gebėjimas lemia jo absorbcijos sugebėjimą ir išsklaidymo galimybes. Kuo mažesnis pradinis nano-TiO2 dalelių dydis, tuo stipresnis ultravioletinių spindulių absorbcijos galimybė. Remiantis Rayleigh'o šviesos sklaidos dėsniu, yra optimalus originalus dalelių dydis, kad maksimalus „Nano-TiO2“ išsibarstymo galimybės būtų skirtos ultravioletiniams spinduliams, kurių bangos ilgis yra skirtingi. Eksperimentai taip pat rodo, kad kuo ilgesnis ultravioletinių spindulių bangos ilgis, „Nano-TiO 2“ ekranavimo gebėjimas labiau priklauso nuo jo išsibarstymo galimybių; Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo labiau jo ekranas priklauso nuo jo absorbcijos galimybių.
2.3
Puikus dispersija ir skaidrumas
Originalus nano-TiO2 dalelių dydis yra mažesnis nei 100 nm, daug mažesnis nei matomos šviesos bangos ilgis. Teoriškai „Nano-TiO2“ gali perduoti matomą šviesą, kai ji yra visiškai išsklaidyta, todėl yra skaidrus. Dėl „Nano-TiO2“ skaidrumo, jis neuždengs odos, kai bus įtraukta į apsaugos nuo saulės kosmetiką. Todėl tai gali parodyti natūralų odos grožį. Transpartumas yra vienas iš svarbių „Nano-TiO2“ rodyklės saulės apsaugos priemonių kosmetikoje. Tiesą sakant, „Nano-TiO 2“ yra skaidrus, bet ne visiškai skaidrus saulės apsaugos priemonių kosmetikoje, nes „Nano-TiO2“ turi mažas daleles, didelį specifinį paviršiaus plotą ir ypač didelę paviršiaus energiją, todėl lengva suformuoti agregatus, taigi daro įtaką produktų dispersizui ir skaidrumui.
2.4
Geras pasipriešinimas oro sąlygoms
„Nano-TiO 2“ saulės apsaugos priemonių kosmetikai reikalauja tam tikro atsparumo oro sąlygoms (ypač atsparumui šviesai). Kadangi „Nano-TiO2“ turi mažas daleles ir aukštą aktyvumą, jis sugeneruos elektronų skylės poras, sugersdami ultravioletinius spindulius, o kai kurios elektroninės skylių poros migruos į paviršių, todėl atsiras atominis deguonis ir hidroksilo radikalai, sukeliantys gaminius, sukeliant gaminius, o tai sukelia delstantą, o tai sukelia dectimentą. Todėl vienas ar daugiau skaidrių izoliacijos sluoksnių, tokių kaip silicio dioksidas, aliuminio oksidas ir cirkoniai, turi būti padengti „Nano-TiO2“ paviršiuje, kad būtų slopinamas jo fotocheminis aktyvumas.
3. „Nano-TiO2“ tipai ir plėtros tendencijos
3.1
„Nano-TiO2“ milteliai
„Nano-TiO2“ produktai parduodami kaip kieti miltai, kuriuos galima suskirstyti į hidrofilinius miltelius ir lipofilinius miltelius pagal „Nano-TiO2“ paviršiaus savybes. Hidrofiliniai milteliai naudojami vandens pagrindu pagamintoje kosmetikoje, o lipofiliniai milteliai naudojami kosmetikoje aliejuje. Hidrofiliniai milteliai paprastai gaunami atliekant neorganinį paviršiaus apdorojimą. Daugumoje šių užsienio nano-TiO2 miltelių buvo gydomi specialus paviršiaus apdorojimas pagal jų taikymo laukus.
3.2
Odos spalva nano TiO2
Kadangi „Nano-TiO2“ dalelės yra puikios ir lengvai išsklaidomos mėlynos šviesos, kai matomoje šviesoje yra trumpesnis bangos ilgis, kai pridedama prie apsaugos nuo saulės kosmetikos, oda parodys mėlyną toną ir atrodys nesveika. Siekiant suderinti odos spalvą, raudoni pigmentai, tokie kaip geležies oksidas, ankstyvoje stadijoje dažnai pridedami prie kosmetikos formulių. Tačiau dėl tankio ir drėgnumo skirtumo tarp nano-TiO2 _ 2 ir geležies oksido dažnai būna plūduriuojančios spalvos.
4. „Nano-TiO2“ gamybos būklė Kinijoje
Nano-TiO2 _ 2 Kinijoje yra nedidelio masto tyrimai, o teorinis tyrimų lygis pasiekė pažengusį pasaulio lygį, tačiau taikomieji tyrimai ir inžinerijos tyrimai yra palyginti atsilikę, ir daugelio tyrimų rezultatų negalima paversti pramonės produktais. Pramoninė „Nano-TiO2“ produkcija Kinijoje prasidėjo 1997 m., Daugiau nei 10 metų vėliau nei Japonija.
Yra dvi priežastys, dėl kurių Kinijoje riboja „Nano-TiO2“ produktų kokybę ir rinkos konkurencingumą:
① Taikomosios technologijos tyrimai atsilieka
Taikymo technologijos tyrimai turi išspręsti problemas, susijusias su „Nano-TiO2“ proceso ir efekto įvertinimo problemomis kompozicinėje sistemoje. „Nano-TiO2“ taikymo tyrimai daugelyje sričių nebuvo iki galo parengtas, o kai kurių sričių, tokių kaip apsaugos nuo saulės kosmetika, tyrimai vis dar turi būti gilinami.
② „Nano-TiO2“ paviršiaus apdorojimo technologija reikia toliau ištirti
Paviršiaus apdorojimas apima neorganinį paviršiaus apdorojimą ir organinį paviršiaus apdorojimą. Paviršiaus apdorojimo technologiją sudaro paviršiaus apdorojimo agento formulė, paviršiaus apdorojimo technologija ir paviršiaus apdorojimo įranga.
5. Baigiamosios pastabos
„Nano-TiO2“ atsparumas saulės apsaugos priemonėms, skirtas saulės apsaugos priemonių kosmetikoje, skaidrumas, ultravioletinis ekrano našumas, dispersija ir šviesos atsparumas yra svarbūs techniniai indeksai, skirti įvertinti jo kokybę, o „Nano-TiO2“ sintezės procesas ir paviršiaus apdorojimo metodas yra raktas į šiuos techninius indeksus.
Pašto laikas: 2012 m. Rugpjūčio 23 d