నానోటెక్నాలజీ మరియు నానో మెటీరియల్స్: సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల్లో నానోమీటర్ టైటానియం డయాక్సైడ్

నానోటెక్నాలజీ మరియు నానో మెటీరియల్స్: సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల్లో నానోమీటర్ టైటానియం డయాక్సైడ్

పదాలను కోట్ చేయండి

సూర్యుని ద్వారా ప్రసరించే కిరణాలలో దాదాపు 5% తరంగదైర్ఘ్యం ≤400 nmతో అతినీలలోహిత కిరణాలను కలిగి ఉంటాయి. సూర్యకాంతిలోని అతినీలలోహిత కిరణాలను ఇలా విభజించవచ్చు: 320 nm~400 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన దీర్ఘ-తరంగ అతినీలలోహిత కిరణాలు, A-రకం అతినీలలోహిత కిరణాలు (UVA); 290 nm నుండి 320 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన మీడియం-వేవ్ అతినీలలోహిత కిరణాలను B-రకం అతినీలలోహిత కిరణాలు (UVB) మరియు 200 nm నుండి 290 nm వరకు తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన షార్ట్-వేవ్ అతినీలలోహిత కిరణాలను అల్ట్రావియోలెట్ కిరణాలు అని పిలుస్తారు.

తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అధిక శక్తి కారణంగా, అతినీలలోహిత కిరణాలు గొప్ప విధ్వంసక శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, ఇది ప్రజల చర్మాన్ని దెబ్బతీస్తుంది, మంట లేదా వడదెబ్బకు కారణమవుతుంది మరియు చర్మ క్యాన్సర్‌ను తీవ్రంగా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. UVB చర్మం మంట మరియు వడదెబ్బకు కారణమయ్యే ప్రధాన కారకం.

1. నానో TiO2తో అతినీలలోహిత కిరణాలను రక్షించే సూత్రం

TiO _ 2 ఒక N-రకం సెమీకండక్టర్. సన్‌స్క్రీన్ కాస్మెటిక్స్‌లో ఉపయోగించే నానో-TiO _ 2 యొక్క క్రిస్టల్ రూపం సాధారణంగా రూటిల్, మరియు దాని నిషేధించబడిన బ్యాండ్ వెడల్పు 3.0 eV ఉంటుంది, 400nm కంటే తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన UV కిరణాలు TiO _ 2ని రేడియేట్ చేసినప్పుడు, వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు UV కిరణాలను శోషించగలవు. కండక్షన్ బ్యాండ్ మరియు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి అదే సమయంలో, TiO _ 2 UV కిరణాలను గ్రహించే పనిని కలిగి ఉంటుంది. చిన్న కణ పరిమాణం మరియు అనేక భిన్నాలతో, ఇది అతినీలలోహిత కిరణాలను నిరోధించే లేదా అడ్డగించే సంభావ్యతను బాగా పెంచుతుంది.

2. సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క లక్షణాలు

2.1

అధిక UV షీల్డింగ్ సామర్థ్యం

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల యొక్క అతినీలలోహిత కవచం సామర్ధ్యం సూర్య రక్షణ కారకం (SPF విలువ) ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు SPF విలువ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, సన్‌స్క్రీన్ ప్రభావం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. సన్‌స్క్రీన్ ఉత్పత్తులు లేని చర్మానికి అదే స్థాయిలో ఎరిథీమాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శక్తికి సన్‌స్క్రీన్ ఉత్పత్తులతో పూత పూయబడిన చర్మం కోసం అతి తక్కువ గుర్తించదగిన ఎరిథీమాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శక్తి నిష్పత్తి.

నానో-TiO2 అతినీలలోహిత కిరణాలను గ్రహిస్తుంది మరియు వెదజల్లుతుంది కాబట్టి, ఇది స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో అత్యంత ఆదర్శవంతమైన భౌతిక సన్‌స్క్రీన్‌గా పరిగణించబడుతుంది. సాధారణంగా, UVBని రక్షించడానికి నానో-TiO2 సామర్థ్యం నానో-ZnO కంటే 3-4 రెట్లు ఉంటుంది.

2.2

తగిన కణ పరిమాణ పరిధి

నానో-TiO2 యొక్క అతినీలలోహిత కవచం సామర్థ్యం దాని శోషణ సామర్థ్యం మరియు చెదరగొట్టే సామర్థ్యం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. నానో-TiO2 యొక్క అసలు కణ పరిమాణం ఎంత చిన్నదైతే, అతినీలలోహిత శోషణ సామర్థ్యం అంత బలంగా ఉంటుంది. రేలీ యొక్క కాంతి విక్షేపణ నియమం ప్రకారం, వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలతో అతినీలలోహిత కిరణాలకు నానో-TiO2 యొక్క గరిష్ట వికీర్ణ సామర్థ్యానికి సరైన అసలు కణ పరిమాణం ఉంది. అతినీలలోహిత కిరణాల తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువ, నానో-TiO 2 యొక్క రక్షిత సామర్థ్యం దాని వికీర్ణ సామర్థ్యంపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుందని ప్రయోగాలు కూడా చూపిస్తున్నాయి; తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత తక్కువగా ఉంటే, దాని రక్షకత దాని శోషణ సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

2.3

అద్భుతమైన డిస్పర్సిబిలిటీ మరియు పారదర్శకత

నానో-TiO2 యొక్క అసలు కణ పరిమాణం 100 nm కంటే తక్కువగా ఉంది, ఇది కనిపించే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చాలా తక్కువ. సిద్ధాంతపరంగా, నానో-TiO2 పూర్తిగా చెదరగొట్టబడినప్పుడు కనిపించే కాంతిని ప్రసారం చేయగలదు, కనుక ఇది పారదర్శకంగా ఉంటుంది. నానో-TiO2 యొక్క పారదర్శకత కారణంగా, ఇది సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల్లోకి జోడించినప్పుడు చర్మాన్ని కవర్ చేయదు. అందువల్ల, ఇది సహజ చర్మ సౌందర్యాన్ని చూపుతుంది.సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క ముఖ్యమైన సూచికలలో పారదర్శకత ఒకటి. వాస్తవానికి, నానో-TiO 2 అనేది సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో పారదర్శకంగా ఉంటుంది కానీ పూర్తిగా పారదర్శకంగా ఉండదు, ఎందుకంటే నానో-TiO2లో చిన్న కణాలు, పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు చాలా ఎక్కువ ఉపరితల శక్తిని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇది సమూహాలను ఏర్పరచడం సులభం, తద్వారా విక్షేపణ మరియు పారదర్శకతను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉత్పత్తులు.

2.4

మంచి వాతావరణ నిరోధకత

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల కోసం నానో-TiO 2కి నిర్దిష్ట వాతావరణ నిరోధకత (ముఖ్యంగా కాంతి నిరోధకత) అవసరం. నానో-TiO2 చిన్న రేణువులు మరియు అధిక కార్యాచరణను కలిగి ఉన్నందున, ఇది అతినీలలోహిత కిరణాలను గ్రహించిన తర్వాత ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు కొన్ని ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఉపరితలంపైకి వలసపోతాయి, ఫలితంగా నీటిలో అణు ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రాక్సిల్ రాడికల్స్ ఉపరితలంపై శోషించబడతాయి. నానో-TiO2, ఇది బలమైన ఆక్సీకరణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది కుళ్ళిపోవడం వల్ల ఉత్పత్తుల రంగు మరియు వాసనకు కారణమవుతుంది సుగంధ ద్రవ్యాలు. అందువల్ల, సిలికా, అల్యూమినా మరియు జిర్కోనియా వంటి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పారదర్శక ఐసోలేషన్ లేయర్‌లను నానో-TiO2 యొక్క ఫోటోకెమికల్ చర్యను నిరోధించడానికి దాని ఉపరితలంపై పూత పూయాలి.

3. నానో-TiO2 రకాలు మరియు అభివృద్ధి పోకడలు

3.1

నానో-TiO2 పౌడర్

నానో-TiO2 ఉత్పత్తులు ఘన పొడి రూపంలో విక్రయించబడతాయి, వీటిని నానో-TiO2 యొక్క ఉపరితల లక్షణాల ప్రకారం హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్ మరియు లిపోఫిలిక్ పౌడర్‌గా విభజించవచ్చు. హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్ నీటి ఆధారిత సౌందర్య సాధనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే లిపోఫిలిక్ పౌడర్ చమురు ఆధారిత సౌందర్య సాధనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్‌లు సాధారణంగా అకర్బన ఉపరితల చికిత్స ద్వారా పొందబడతాయి. ఈ విదేశీ నానో-TiO2 పౌడర్‌లలో చాలా వరకు వాటి అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల ప్రకారం ప్రత్యేక ఉపరితల చికిత్సను పొందాయి.

3.2

చర్మం రంగు నానో TiO2

నానో-TiO2 కణాలు చక్కగా ఉంటాయి మరియు కనిపించే కాంతిలో తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యంతో నీలి కాంతిని వెదజల్లడం సులభం, సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల్లోకి జోడించినప్పుడు, చర్మం నీలం రంగును చూపుతుంది మరియు అనారోగ్యకరంగా కనిపిస్తుంది. చర్మం రంగును సరిపోల్చడానికి, ఐరన్ ఆక్సైడ్ వంటి ఎరుపు వర్ణద్రవ్యం తరచుగా ప్రారంభ దశలో సౌందర్య సూత్రాలకు జోడించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, నానో-TiO2 _ 2 మరియు ఐరన్ ఆక్సైడ్ మధ్య సాంద్రత మరియు తేమలో వ్యత్యాసం కారణంగా, తేలియాడే రంగులు తరచుగా సంభవిస్తాయి.

4. చైనాలో నానో-TiO2 ఉత్పత్తి స్థితి

చైనాలో నానో-TiO2 _ 2పై చిన్న-స్థాయి పరిశోధన చాలా చురుకుగా ఉంది మరియు సైద్ధాంతిక పరిశోధన స్థాయి ప్రపంచ అధునాతన స్థాయికి చేరుకుంది, అయితే అనువర్తిత పరిశోధన మరియు ఇంజనీరింగ్ పరిశోధనలు సాపేక్షంగా వెనుకబడి ఉన్నాయి మరియు అనేక పరిశోధన ఫలితాలను పారిశ్రామిక ఉత్పత్తులుగా మార్చలేము. చైనాలో నానో-TiO2 యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి జపాన్ కంటే 10 సంవత్సరాల తరువాత 1997లో ప్రారంభమైంది.

చైనాలో నానో-TiO2 ఉత్పత్తుల నాణ్యత మరియు మార్కెట్ పోటీతత్వాన్ని పరిమితం చేసే రెండు కారణాలు ఉన్నాయి:

① అప్లైడ్ టెక్నాలజీ పరిశోధన వెనుకబడి ఉంది

అప్లికేషన్ టెక్నాలజీ పరిశోధన మిశ్రమ వ్యవస్థలో నానో-TiO2 యొక్క ప్రక్రియ మరియు ప్రభావ మూల్యాంకనాన్ని జోడించడంలో సమస్యలను పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది. అనేక రంగాలలో నానో-TiO2 యొక్క అనువర్తన పరిశోధన పూర్తిగా అభివృద్ధి చెందలేదు మరియు సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల వంటి కొన్ని రంగాలలో పరిశోధనను ఇంకా లోతుగా చేయవలసి ఉంది. అనువర్తిత సాంకేతిక పరిశోధనలో వెనుకబడిన కారణంగా, చైనా యొక్క నానో-TiO2 _ 2 ఉత్పత్తులు వివిధ రంగాల ప్రత్యేక అవసరాలను తీర్చడానికి సీరియల్ బ్రాండ్‌లను ఏర్పాటు చేయలేరు.

② నానో-TiO2 యొక్క ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికతకు మరింత అధ్యయనం అవసరం

ఉపరితల చికిత్సలో అకర్బన ఉపరితల చికిత్స మరియు సేంద్రీయ ఉపరితల చికిత్స ఉంటాయి. ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత ఉపరితల చికిత్స ఏజెంట్ సూత్రం, ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత మరియు ఉపరితల చికిత్స పరికరాలతో కూడి ఉంటుంది.

5. ముగింపు వ్యాఖ్యలు

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క పారదర్శకత, అతినీలలోహిత కవచం పనితీరు, వ్యాప్తి మరియు కాంతి నిరోధకత దాని నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి ముఖ్యమైన సాంకేతిక సూచికలు మరియు నానో-TiO2 యొక్క సంశ్లేషణ ప్రక్రియ మరియు ఉపరితల చికిత్స పద్ధతి ఈ సాంకేతిక సూచికలను నిర్ణయించడంలో కీలకం.