Nanoteknoloġija u Nanomaterjali: Nanometru Titanium Dioxide fil-Kożmetiċi tal-Protezzjoni mix-Xemx

Nanoteknoloġija u Nanomaterjali: Nanometru Titanium Dioxide fil-Kożmetiċi tal-Protezzjoni mix-Xemx

Ikkwota kliem

Madwar 5% tar-raġġi rradjati mix-xemx għandhom raġġi ultravjola b'wavelength ≤400 nm. Ir-raġġi ultravjola fid-dawl tax-xemx jistgħu jinqasmu fi: raġġi ultravjola ta 'mewġ twil b'wavelength ta' 320 nm ~ 400 nm, imsejħa raġġi ultravjola tat-tip A (UVA); Raġġi ultravjola ta 'mewġ medju b'tul ta' mewġ ta '290 nm sa 320 nm jissejħu raġġi ultravjola tat-tip B (UVB) u raġġi ultravjola ta' mewġ qasir b'tul ta 'mewġ ta' 200 nm sa 290 nm jissejħu raġġi ultravjola tat-tip C.

Minħabba l-wavelength qasir u l-enerġija għolja tiegħu, ir-raġġi ultravjola għandhom qawwa distruttiva kbira, li tista 'tagħmel ħsara lill-ġilda tan-nies, tikkawża infjammazzjoni jew ħruq mix-xemx, u tipproduċi serjament kanċer tal-ġilda. UVB huwa l-fattur ewlieni li jikkawża infjammazzjoni tal-ġilda u ħruq mix-xemx.

1. il-prinċipju tal-ilqugħ tar-raġġi ultravjola b'nano TiO2

TiO _ 2 huwa semikonduttur tat-tip N. Il-forma tal-kristall ta 'nano-TiO _ 2 użata fil-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx hija ġeneralment rutile, u l-wisa' tal-faxxa pprojbita tagħha hija 3.0 eV Meta r-raġġi UV b'wavelength inqas minn 400nm irradjaw TiO _ 2, l-elettroni fuq medda ta 'valenza jistgħu jassorbu r-raġġi UV u jkunu eċċitati biex il-faxxa tal-konduzzjoni, u pari elettron-toqba huma ġġenerati fl-istess ħin, għalhekk TiO _ 2 għandu il-funzjoni li jassorbi r-raġġi UV. B'daqs żgħir ta 'partiċelli u frazzjonijiet numerużi,Dan iżid ħafna l-probabbiltà li jimblokka jew jinterċetta r-raġġi ultravjola.

2. Karatteristiċi tan-nano-TiO2 fil-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx

2.1

Effiċjenza għolja ta 'lqugħ UV

L-abbiltà tal-ilqugħ ultravjola tal-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx hija espressa mill-fattur tal-protezzjoni mix-xemx (valur SPF), u iktar ma jkun għoli l-valur SPF, aħjar ikun l-effett tal-protezzjoni mix-xemx. Il-proporzjon tal-enerġija meħtieġa biex tiġi prodotta l-aktar eritema li tinkixef għal ġilda miksija bi prodotti għall-ħarsien mix-xemx mal-enerġija meħtieġa biex tiġi prodotta eritema tal-istess grad għal ġilda mingħajr prodotti għall-ħarsien mix-xemx.

Peress li n-nano-TiO2 jassorbi u jxerred ir-raġġi ultravjola, huwa meqjus bħala l-iktar protezzjoni fiżika ideali fid-dar u barra. B'mod ġenerali, il-kapaċità tan-nano-TiO2 li jipproteġi l-UVB hija 3-4 darbiet dik tan-nano-ZnO.

2.2

Firxa ta 'daqs tal-partiċelli xierqa

Il-kapaċità ta 'lqugħ ultravjola tan-nano-TiO2 hija determinata mill-kapaċità ta' assorbiment u l-kapaċità tat-tifrix tagħha. Iktar ma jkun żgħir id-daqs oriġinali tal-partiċelli tan-nano-TiO2, iktar tkun b'saħħitha l-kapaċità ta 'assorbiment ultravjola. Skont il-liġi ta 'Rayleigh tat-tifrix tad-dawl, hemm daqs tal-partiċelli oriġinali ottimali għall-kapaċità massima ta' tifrix ta 'nano-TiO2 għal raġġi ultravjola b'tul ta' mewġ differenti. L-esperimenti juru wkoll li aktar ma jkun itwal il-wavelength tar-raġġi ultravjola, Il-kapaċità tal-ilqugħ tan-nano-TiO 2 tiddependi aktar fuq il-kapaċità tat-tifrix tagħha; Iqsar il-wavelength, aktar l-ilqugħ tiegħu jiddependi fuq il-kapaċità ta 'assorbiment tiegħu.

2.3

Dispersibbiltà u trasparenza eċċellenti

Id-daqs oriġinali tal-partiċelli tan-nano-TiO2 huwa taħt il-100 nm, ferm inqas mill-wavelength tad-dawl viżibbli. Teoretikament, nano-TiO2 jista 'jittrażmetti dawl viżibbli meta jkun kompletament imxerred, għalhekk huwa trasparenti. Minħabba t-trasparenza tan-nano-TiO2, mhux se tkopri l-ġilda meta miżjuda fil-kożmetiċi tal-ħarsien mix-xemx. Għalhekk, jista 'juri sbuħija naturali tal-ġilda. It-trasparenza hija waħda mill-indiċi importanti ta' nano-TiO2 fil-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx. Fil-fatt, nano-TiO 2 huwa trasparenti iżda mhux kompletament trasparenti fil-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx, minħabba li n-nano-TiO2 għandu partiċelli żgħar, erja tal-wiċċ speċifika kbira u enerġija tal-wiċċ estremament għolja, u huwa faċli li tifforma aggregati, u b'hekk taffettwa t-tixrid u t-trasparenza ta ' prodotti.

2.4

Reżistenza tajba għat-temp

Nano-TiO 2 għall-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx jeħtieġ ċerta reżistenza għat-temp (speċjalment reżistenza għad-dawl). Minħabba li n-nano-TiO2 għandu partiċelli żgħar u attività għolja, se jiġġenera pari ta 'elettron-toqba wara li jassorbi r-raġġi ultravjola, u xi pari ta' elettron-toqba se jemigraw lejn il-wiċċ, li jirriżultaw f'ossiġnu atomiku u radikali hydroxyl fl-ilma adsorbit fuq il-wiċċ ta ' nano-TiO2, li għandu abilità ta 'ossidazzjoni qawwija. Se jikkawża kulur tal-prodotti u riħa minħabba dekompożizzjoni tal-ħwawar. Għalhekk, saff ta 'iżolament trasparenti wieħed jew aktar, bħal silika, alumina u zirconia, għandhom ikunu miksija fuq il-wiċċ tan-nano-TiO2 biex jinibixxu l-attività fotokimika tiegħu.

3. Tipi u tendenzi ta 'żvilupp ta' nano-TiO2

3.1

Trab Nano-TiO2

Il-prodotti nano-TiO2 jinbiegħu fil-forma ta 'trab solidu, li jistgħu jinqasmu fi trab idrofiliku u trab lipofiliku skont il-proprjetajiet tal-wiċċ tan-nano-TiO2. Trab idrofiliku jintuża fil-kożmetiċi bbażati fuq l-ilma, filwaqt li trab lipofiliku jintuża fil-kożmetiċi bbażati fuq iż-żejt. Trabijiet idrofiliċi ġeneralment jinkisbu permezz ta 'trattament tal-wiċċ inorganiku. Il-biċċa l-kbira ta' dawn it-trabijiet tan-nano-TiO2 barranin għaddew minn trattament speċjali tal-wiċċ skont l-oqsma ta 'applikazzjoni tagħhom.

3.2

Kulur tal-ġilda nano TiO2

Minħabba li l-partiċelli nano-TiO2 huma fini u faċli biex ixerrdu dawl blu b'wavelength iqsar f'dawl viżibbli, meta miżjuda fil-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx, il-ġilda se turi ton blu u tidher ħżiena għas-saħħa. Sabiex tqabbel il-kulur tal-ġilda, pigmenti ħomor bħal ossidu tal-ħadid spiss jiżdiedu mal-formuli kosmetiċi fl-istadju bikri. Madankollu, minħabba d-differenza fid-densità u t-tixrib bejn in-nano-TiO2 _ 2 u l-ossidu tal-ħadid, spiss iseħħu kuluri li jżommu f'wiċċ l-ilma.

4. L-istatus tal-produzzjoni tan-nano-TiO2 fiċ-Ċina

Riċerka fuq skala żgħira dwar nano-TiO2 _ 2 fiċ-Ċina hija attiva ħafna, u l-livell ta 'riċerka teoretika laħaq il-livell avvanzat dinji, iżda r-riċerka applikata u r-riċerka tal-inġinerija huma relattivament lura, u ħafna riżultati tar-riċerka ma jistgħux jiġu trasformati fi prodotti industrijali. Il-produzzjoni industrijali tan-nano-TiO2 fiċ-Ċina bdiet fl-1997, aktar minn 10 snin wara mill-Ġappun.

Hemm żewġ raġunijiet li jirrestrinġu l-kwalità u l-kompetittività tas-suq tal-prodotti nano-TiO2 fiċ-Ċina:

① Ir-riċerka tat-teknoloġija applikata għadha lura

Ir-riċerka tat-teknoloġija tal-applikazzjoni teħtieġ issolvi l-problemi taż-żieda tal-proċess u l-evalwazzjoni tal-effett tan-nano-TiO2 f'sistema komposta. Ir-riċerka tal-applikazzjoni tan-nano-TiO2 f'ħafna oqsma ma ġietx żviluppata bis-sħiħ, u r-riċerka f'xi oqsma, bħall-kożmetiċi għall-ħarsien mix-xemx, għad trid tiġi approfondita. Minħabba d-dewmien tar-riċerka tat-teknoloġija applikata, il-prodotti tan-nano-TiO2 _ 2 taċ-Ċina ma jistgħux jiffurmaw marki tas-serje biex jissodisfaw ir-rekwiżiti speċjali ta 'oqsma differenti.

② It-teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ tan-nano-TiO2 teħtieġ aktar studju

It-trattament tal-wiċċ jinkludi trattament tal-wiċċ inorganiku u trattament organiku tal-wiċċ. It-teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ hija magħmula minn formula ta 'aġent tat-trattament tal-wiċċ, teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ u tagħmir tat-trattament tal-wiċċ.

5. Rimarki ta' konklużjoni

It-trasparenza, il-prestazzjoni tal-ilqugħ ultravjola, it-tixrid u r-reżistenza għad-dawl tan-nano-TiO2 fil-kożmetiċi tal-ħarsien mix-xemx huma indiċi tekniċi importanti biex jiġġudikaw il-kwalità tiegħu, u l-proċess ta 'sinteżi u l-metodu ta' trattament tal-wiċċ tan-nano-TiO2 huma ċ-ċavetta biex jiddeterminaw dawn l-indiċi tekniċi.