Nanoteknologjia dhe Nanomaterialet: Nanometer dioksid titani në kozmetikë për mbrojtjen nga dielli

Citoni fjalë

Rreth 5% e rrezeve të rrezatuara nga dielli kanë rreze ultravjollcë me një gjatësi vale ≤400 nm. Rrezet ultraviolet në rrezet e diellit mund të ndahen në: rreze ultravjollcë me valë të gjata me gjatësi vale 320 nm~400 nm, të quajtura rreze ultraviolet të tipit A (UVA); Rrezet ultravjollcë me valë të mesme me gjatësi vale nga 290 nm deri në 320 nm quhen rrezet ultravjollcë të tipit B (UVB) dhe rrezet ultravjollcë me valë të shkurtra me një gjatësi vale nga 200 nm deri në 290 nm quhen rreze ultravjollcë të tipit C.

Për shkak të gjatësisë së shkurtër të valës dhe energjisë së lartë, rrezet ultravjollcë kanë fuqi të madhe shkatërruese, të cilat mund të dëmtojnë lëkurën e njerëzve, të shkaktojnë inflamacion ose djegie nga dielli dhe të prodhojnë seriozisht kancer të lëkurës. UVB është faktori kryesor që shkakton inflamacion të lëkurës dhe djegie nga dielli.

1. parimi i mbrojtjes së rrezeve ultravjollcë me nano TiO2

TiO _ 2 është një gjysmëpërçues i tipit N. Forma kristalore e nano-TiO_2 e përdorur në kozmetikë për kremrat e diellit është përgjithësisht rutile dhe gjerësia e brezit të tij të ndaluar është 3.0 eV Kur rrezet UV me gjatësi vale më të vogël se 400 nm rrezatojnë TiO_2, elektronet në brezin e valencës mund të thithin rrezet UV dhe të ngacmohen brezi i përcjelljes dhe çiftet elektron-vrima gjenerohen në të njëjtën kohë koha, pra TiO _ 2 ka funksionin e thithjes së rrezeve UV. Me madhësi të vogël të grimcave dhe fraksione të shumta, kjo rrit shumë probabilitetin e bllokimit ose kapjes së rrezeve ultravjollcë.

2. Karakteristikat e nano-TiO2 në kozmetikën kundër diellit

2.1

Efikasitet i lartë mbrojtës ndaj UV

Aftësia mbrojtëse ndaj rrezeve ultravjollcë të kozmetikës kundër diellit shprehet me faktorin e mbrojtjes nga dielli (vlera SPF), dhe sa më e lartë të jetë vlera e SPF, aq më i mirë është efekti i mbrojtjes nga dielli. Raporti i energjisë së nevojshme për të prodhuar eritemën më të ulët të zbulueshme për lëkurën e veshur me produkte mbrojtëse ndaj diellit me energjinë e nevojshme për të prodhuar eritemë të së njëjtës shkallë për lëkurën pa produkte mbrojtëse kundër diellit.

Duke qenë se nano-TiO2 thith dhe shpërndan rrezet ultravjollcë, ai konsiderohet si kremi më ideal fizik nga dielli brenda dhe jashtë vendit. Në përgjithësi, aftësia e nano-TiO2 për të mbrojtur UVB është 3-4 herë më e madhe se nano-ZnO.

2.2

Gama e përshtatshme e madhësisë së grimcave

Aftësia mbrojtëse ultravjollcë e nano-TiO2 përcaktohet nga aftësia e tij përthithëse dhe aftësia e shpërndarjes. Sa më e vogël të jetë madhësia origjinale e grimcave të nano-TiO2, aq më e fortë është aftësia përthithëse e ultravjollcës. Sipas ligjit të Rayleigh për shpërndarjen e dritës, ekziston një madhësi optimale e grimcave origjinale për aftësinë maksimale të shpërndarjes së nano-TiO2 ndaj rrezeve ultravjollcë me gjatësi vale të ndryshme. Eksperimentet tregojnë gjithashtu se sa më e gjatë të jetë gjatësia e valës së rrezeve ultravjollcë, aftësia mbrojtëse e nano-TiO 2 varet më shumë nga aftësia e tij shpërndarëse; Sa më e shkurtër të jetë gjatësia e valës, aq më shumë mbrojtja e saj varet nga aftësia e saj përthithëse.

2.3

Shpërndarje dhe transparencë e shkëlqyer

Madhësia origjinale e grimcave të nano-TiO2 është nën 100 nm, shumë më pak se gjatësia e valës së dritës së dukshme. Teorikisht, nano-TiO2 mund të transmetojë dritë të dukshme kur shpërndahet plotësisht, pra është transparent. Për shkak të transparencës së nano-TiO2, ai nuk do të mbulojë lëkurën kur shtohet në kozmetikë për krem kundër diellit. Prandaj, mund të tregojë bukurinë natyrale të lëkurës. Transparenca është një nga indekset e rëndësishme të nano-TiO2 në kozmetikën kundër diellit. Në fakt, nano-TiO 2 është transparent, por jo plotësisht transparent në kozmetikën kundër diellit, sepse nano-TiO2 ka grimca të vogla, sipërfaqe të madhe specifike dhe energji jashtëzakonisht të lartë sipërfaqësore, dhe është e lehtë të formohen agregate, duke ndikuar kështu në shpërndarjen dhe transparencën e produkteve.

2.4

Rezistencë e mirë ndaj motit

Nano-TiO 2 për kozmetikë kundër diellit kërkon rezistencë të caktuar ndaj motit (veçanërisht rezistencë ndaj dritës). Për shkak se nano-TiO2 ka grimca të vogla dhe aktivitet të lartë, ai do të gjenerojë çifte elektron-vrima pas thithjes së rrezeve ultravjollcë, dhe disa çifte elektron-vrima do të migrojnë në sipërfaqe, duke rezultuar në oksigjen atomik dhe radikale hidroksil në ujin e absorbuar në sipërfaqen e nano-TiO2, i cili ka aftësi të fortë oksidimi. Do të shkaktojë njollë të produkteve dhe erë për shkak të dekompozimit të erëza. Prandaj, një ose më shumë shtresa izoluese transparente, të tilla si silicë, alumin dhe zirkon, duhet të mbulohen në sipërfaqen e nano-TiO2 për të penguar aktivitetin e tij fotokimik.

3. Llojet dhe tendencat e zhvillimit të nano-TiO2

3.1

Pluhur Nano-TiO2

Produktet nano-TiO2 shiten në formën e pluhurit të ngurtë, i cili mund të ndahet në pluhur hidrofil dhe pluhur lipofilik sipas vetive sipërfaqësore të nano-TiO2. Pluhuri hidrofil përdoret në kozmetikë me bazë uji, ndërsa pluhuri lipofil përdoret në kozmetikë me bazë vaji. Pluhurat hidrofile përgjithësisht përftohen nga trajtimi sipërfaqësor inorganik. Shumica e këtyre pluhurave të huaj nano-TiO2 kanë pësuar trajtim të veçantë sipërfaqësor sipas fushave të tyre të aplikimit.

3.2

Ngjyra e lëkurës nano TiO2

Për shkak se grimcat nano-TiO2 janë të imta dhe të lehta për t'u shpërndarë dritën blu me gjatësi vale më të shkurtër në dritën e dukshme, kur shtohen në kozmetikë kundër diellit, lëkura do të tregojë tonin blu dhe do të duket e pashëndetshme. Në mënyrë që të përputhet me ngjyrën e lëkurës, pigmente të kuqe si oksidi i hekurit shpesh shtohen në formulat kozmetike në fazën e hershme. Sidoqoftë, për shkak të ndryshimit në densitet dhe lagështim midis nano-TiO2 _ 2 dhe oksidit të hekurit, shpesh shfaqen ngjyra lundruese.

4. Statusi i prodhimit të nano-TiO2 në Kinë

Hulumtimi në shkallë të vogël mbi nano-TiO2 _ 2 në Kinë është shumë aktiv, dhe niveli i kërkimit teorik ka arritur nivelin e avancuar botëror, por kërkimi i aplikuar dhe kërkimi inxhinierik janë relativisht të prapambetura, dhe shumë rezultate kërkimore nuk mund të shndërrohen në produkte industriale. Prodhimi industrial i nano-TiO2 në Kinë filloi në 1997, më shumë se 10 vjet më vonë se Japonia.

Ka dy arsye që kufizojnë cilësinë dhe konkurrencën e tregut të produkteve nano-TiO2 në Kinë:

① Kërkimi i teknologjisë së aplikuar mbetet prapa

Kërkimi i teknologjisë së aplikimit duhet të zgjidhë problemet e shtimit të procesit dhe vlerësimit të efektit të nano-TiO2 në sistemin e përbërë. Kërkimi i aplikimit të nano-TiO2 në shumë fusha nuk është zhvilluar plotësisht, dhe kërkimi në disa fusha, si kozmetika kundër diellit, duhet ende të thellohet. Për shkak të vonesës së kërkimit të teknologjisë së aplikuar, produktet nano-TiO2 _ 2 të Kinës nuk mund të formojnë marka serike për të përmbushur kërkesat e veçanta të fushave të ndryshme.

② Teknologjia e trajtimit sipërfaqësor të nano-TiO2 ka nevojë për studime të mëtejshme

Trajtimi i sipërfaqes përfshin trajtimin inorganik të sipërfaqes dhe trajtimin organik të sipërfaqes. Teknologjia e trajtimit të sipërfaqes përbëhet nga formula e agjentit të trajtimit sipërfaqësor, teknologjia e trajtimit të sipërfaqes dhe pajisjet e trajtimit të sipërfaqes.

5. Vërejtje përmbyllëse

Transparenca, performanca e mbrojtjes ultravjollcë, shpërndarja dhe rezistenca ndaj dritës e nano-TiO2 në kozmetikë për kremrat e diellit janë indekse të rëndësishme teknike për të gjykuar cilësinë e tij, dhe procesi i sintezës dhe metoda e trajtimit sipërfaqësor të nano-TiO2 janë çelësi për të përcaktuar këto indekse teknike.

Koha e postimit: 23 gusht 2021