Nanotehnoloģija un nanomateriāli: nanometru titāna dioksīds sauļošanās kosmētikā

Nanotehnoloģija un nanomateriāli: nanometru titāna dioksīds sauļošanās kosmētikā

Citēt vārdus

Apmēram 5% no saules izstarotajiem stariem ir ultravioletie stari ar viļņa garumu ≤400 nm. Ultravioletos starus saules gaismā var iedalīt: garā viļņa ultravioletos staros ar viļņa garumu 320 nm ~ 400 nm, ko sauc par A tipa ultravioletiem stariem (UVA); Vidēja viļņa ultravioletos starus ar viļņa garumu no 290 nm līdz 320 nm sauc par B tipa ultravioletiem stariem (UVB) un īsviļņu ultravioletos starus ar viļņa garumu no 200 nm līdz 290 nm sauc par C tipa ultravioletiem stariem.

Sakarā ar īso viļņa garumu un augsto enerģiju, ultravioletajiem stariem ir liels iznīcinošs spēks, kas var sabojāt cilvēku ādu, izraisīt iekaisumu vai saules apdegumus un nopietni radīt ādas vēzi. UVB ir galvenais faktors, kas izraisa ādas iekaisumu un saules apdegumus.

1. Ultravioleto staru ekranēšanas princips ar Nano Tio2

TiO _ 2 ir N tipa pusvadītājs. Nano-tio _ 2 kristāla forma, ko izmanto sauļošanās kosmētikā, parasti ir rutils, un tā aizliegtā joslas platums ir 3,0 eV, kad UV stari ar viļņa garumu, kas ir mazāks par 400 nm apstarotu TIO _ 2, elektronu valences josla var absorbēt UV starus, un tas ir satraukts līdz vadītspējas joslai, un elektronu caurumu pāru funkcija tiek veikta tajā pašā laikā. Ar nelielu daļiņu lielumu un daudzām frakcijām tas ievērojami palielina ultravioleto staru bloķēšanas vai pārtveršanas varbūtību.

2. Nano-Tio2 īpašības sauļošanās kosmētikā

2.1

Augsta UV ekranēšanas efektivitāte

Sauļošanās kosmētikas ultravioleto ekranēšanas spēju izsaka ar saules aizsardzības koeficientu (SPF vērtība), un jo augstāka ir SPF vērtība, jo labāka ir sauļošanās efekts. Enerģijas attiecība, kas nepieciešama, lai ražotu zemāko nosakāmo eritēmu ādai, kas pārklāta ar sauļošanās līdzekļiem, līdz enerģijai, kas nepieciešama, lai iegūtu tādu pašu pakāpi eritēmai, lai āda bez sauļošanās līdzekļiem.

Tā kā Nano-Tio2 absorbē un izkliedē ultravioletos starus, tas tiek uzskatīts par ideālāko fizisko sauļošanās līdzekli mājās un ārzemēs. Kopumā Nano-TiO2 spēja pasargāt UVB ir 3-4 reizes lielāka nekā Nano-Zno.

2.2

Piemērots daļiņu lieluma diapazons

Nano-TiO2 ultravioleto ekranēšanas spēju nosaka tā absorbcijas spējas un izkliedes spēja. Jo mazāks Nano-TiO2 daļiņu lielums, jo spēcīgāka ir ultravioletā absorbcijas spēja. Saskaņā ar Raileigh gaismas izkliedes likumu ir optimāls oriģināls daļiņu izmērs Nano-Tio2 maksimālajai izkliedes spējai uz ultravioletiem stariem ar dažādiem viļņu garumiem. Eksperimenti arī parāda, ka ilgāks ultravioleto staru viļņa garums, Nano-Tio 2 ekranēšanas spēja ir vairāk atkarīga no tā izkliedes spējas; Jo īsāks viļņa garums, jo vairāk tā vairogs ir atkarīgs no tā absorbcijas spējas.

2.3

Lieliska izkliedējamība un caurspīdīgums

Nano-Tio2 oriģinālais daļiņu izmērs ir zem 100 nm, kas ir daudz mazāks par redzamās gaismas viļņa garumu. Teorētiski nano-tio2 var pārraidīt redzamo gaismu, kad tā ir pilnībā izkliedēta, tāpēc tā ir caurspīdīga. Nano-TiO2 caurspīdīguma dēļ tas neaptver ādu, pievienojot sauļošanās kosmētikai. Tāpēc tas var parādīt dabisko ādas skaistumu. Pārredzamība ir viens no svarīgākajiem nano-tio2 indeksiem sauļošanās kosmētikā. Faktiski nano-tio 2 ir caurspīdīgs, bet ne pilnībā caurspīdīgs sauļošanās kosmētikā, jo nano-tio2 ir mazas daļiņas, liels specifisks virsmas laukums un ārkārtīgi augsta virsmas enerģija, un ir viegli veidot agregātus, tādējādi ietekmējot produktu izkliedējamību un caurspīdīgumu.

2.4

Laba pretestība laika apstākļiem

Nano-Tio 2 sauļošanās kosmētikai nepieciešama noteikta pretestība laika apstākļiem (īpaši gaismas pretestība). Tā kā nano-tio2 ir mazas daļiņas un augsta aktivitāte, tas radīs elektronu caurumu pārus pēc ultravioleto staru absorbēšanas, un daži elektronu caurumu pāri migrēs uz virsmas, kā rezultātā atomu skābeklis un hidroksilradikāļi ūdenī, kas ir adsorbēts uz nano-tio2 virsmas, kas ir spēcīga oksidācijas spējas. Tāpēc viens vai vairāki caurspīdīgi izolācijas slāņi, piemēram, silīcija dioksīds, alumīnija oksīds un cirkonijs, ir jāpārklāj uz Nano-Tio2 virsmas, lai kavētu tā fotoķīmisko aktivitāti.

3. Nano-TiO2 veidi un attīstības tendences

3.1

Nano-tio2 pulveris

Nano-TiO2 produkti tiek pārdoti cieta pulvera formā, ko var iedalīt hidrofīlā pulverī un lipofīlā pulverī atbilstoši nano-tio2 virsmas īpašībām. Hidrofīlo pulveri izmanto ūdens bāzes kosmētikā, savukārt lipofīlu pulveri izmanto eļļas bāzes kosmētikā. Hidrofīlos pulverus parasti iegūst ar neorganisku virsmas apstrādi. Lielākā daļa no šiem ārvalstu nano-tio2 pulveriem ir veikti īpaša virsmas apstrāde atbilstoši to lietošanas laukiem.

3.2

Ādas krāsa nano tio2

Tā kā Nano-TiO2 daļiņas ir smalkas un viegli izkliedējamas zilas gaismas ar īsāku viļņa garumu redzamā gaismā, pievienojot sauļošanās kosmētikai, āda parādīs zilu toni un izskatīsies neveselīga. Lai atbilstu ādas krāsai, agrīnā stadijā kosmētikas formulām bieži pievieno sarkanie pigmenti, piemēram, dzelzs oksīds. Tomēr, ņemot vērā blīvuma un mitrināšanas atšķirību starp nano-tio2 _ 2 un dzelzs oksīdu, bieži rodas peldošas krāsas.

4. Nano-Tio2 ražošanas statuss Ķīnā

Neliela mēroga pētījumi par Nano-TiO2 _ 2 Ķīnā ir ļoti aktīvi, un teorētisko pētījumu līmenis ir sasniedzis pasaules uzlaboto līmeni, taču lietišķie pētniecības un inženiertehniskās pētījumi ir salīdzinoši atpalikuši, un daudzus pētījumu rezultātus nevar pārveidot par rūpnieciskiem produktiem. Nano-Tio2 rūpnieciskā ražošana Ķīnā sākās 1997. gadā, vairāk nekā 10 gadus vēlāk nekā Japāna.

Ir divi iemesli, kas ierobežo Nano-Tio2 produktu kvalitāti un tirgus konkurētspēju Ķīnā:

① Lietišķo tehnoloģiju izpēte atpaliek

Lietojumprogrammu tehnoloģiju izpētei ir jāatrisina procesa pievienošanas un Nano-Tio2 efektu novērtēšanas problēmas kompozītmateriālu sistēmā. Nano-TiO2 piemērošanas izpēte daudzās jomās nav pilnībā izstrādāta, un dažās jomās, piemēram, sauļošanās kosmētikas pētījumos, joprojām ir jābūt padziļinātam. Lietišķo tehnoloģiju izpētes nobīde, Ķīnas nano-tio2 _ 2 produkti nevar izveidot sērijveida zīmolus, lai atbilstu dažādu lauku īpašajām prasībām.

② Nano-Tio2 virsmas apstrādes tehnoloģija ir jāturpina izpētīt

Virsmas apstrāde ietver neorganisku virsmas apstrādi un organisko virsmas apstrādi. Virsmas apstrādes tehnoloģiju veido virsmas apstrādes līdzekļa formula, virsmas apstrādes tehnoloģija un virsmas apstrādes iekārta.

5. Noslēguma piezīmes

Nano-TiO2 caurspīdīgums, ultravioletais ekranēšanas veiktspēja, izkliede un gaismas pretestība sauļošanās kosmētikā ir svarīgi tehniskie indeksi, lai spriestu par tā kvalitāti, un nano-tio2 sintēzes process un virsmas apstrādes metode ir atslēga, lai noteiktu šos tehniskos indeksus.