Нанотехнологии и наноматериали: Нанометров титанов диоксид в козметиката на слънцезащитния крем

Нанотехнологии и наноматериали: Нанометров титанов диоксид в козметиката на слънцезащитния крем

Цитирайте думи

Около 5% от лъчите, излъчвани от слънцето, имат ултравиолетови лъчи с дължина на вълната ≤400 nm. Ултравиолетовите лъчи на слънчева светлина могат да бъдат разделени на: ултравиолетови лъчи с дълга вълна с дължина на вълната 320 nm ~ 400 nm, наречени A-тип ултравиолетови лъчи (UVA); Ултравиолетовите лъчи със средна вълна с дължина на вълната от 290 nm до 320 nm се наричат ​​ултравиолетови лъчи от тип B (UVB), а ултравиолетовите лъчи с къса вълна се наричат ​​ултравиолетови лъчи от 200 nm до 290 nm.

Поради късата си дължина на вълната и високата енергия, ултравиолетовите лъчи имат голяма разрушителна сила, която може да навреди на кожата на хората, да причини възпаление или слънчево изгаряне и сериозно да произвежда рак на кожата. UVB е основният фактор, причинявайки възпаление на кожата и слънчево изгаряне.

1. Принципът на екраниране на ултравиолетови лъчи с Nano Tio2

Tio _ 2 е полупроводник от N-тип. Кристалната форма на Nano-Tio _ 2, използвана в козметиката на слънцезащитния крем, обикновено е рутилна, а нейната забранена ширина на лентата е 3,0 EV, когато UV лъчите с дължина на вълната по-малка от 400nm облъчване на Tio _ 2, електроните на валентна лента могат да абсорбират UV лъчи и да се вълнуват от обхвата на проводимостта, и функцията на двойките на електроните. С малък размер на частиците и многобройни фракции, това значително увеличава вероятността за блокиране или прихващане на ултравиолетови лъчи.

2. Характеристики на нано-Tio2 в козметиката на слънцезащитния крем

2.1

Висока ефективност на UV екраниране

Ултравиолетовата екранираща способност на козметиката на слънцезащитния крем се изразява от коефициента на защита на слънцето (стойност на SPF) и колкото по -висока е стойността на SPF, толкова по -добър е ефектът на слънцезащитния крем. Съотношението на енергията, необходима за производството на най -ниския откриваем еритем за кожата, покрита със слънцезащитни продукти, към енергията, необходима за производството на еритема от същата степен за кожата без слънцезащитни продукти.

Тъй като нано-Tio2 абсорбира и разсейва ултравиолетови лъчи, той се счита за най-идеалния физически слънцезащитен крем у дома и в чужбина. Като цяло, способността на Nano-Tio2 да предпазва UVB е 3-4 пъти по-голяма от тази на нано-ZNO.

2.2

Подходящ обхват на размера на частиците

Ултравиолетовата екранираща способност на Nano-Tio2 се определя от неговата способност за абсорбция и способност за разсейване. Колкото по-малък е оригиналният размер на частиците на Nano-Tio2, толкова по-силна е ултравиолетовата способност за абсорбция. Според закона на Рейли за разсейване на светлината, има оптимален оригинален размер на частиците за максималната способност за разсейване на нано-Tio2 до ултравиолетови лъчи с различни дължини на вълната. Експериментите показват също, че колкото по-дълга дължина на вълната на ултравиолетови лъчи, екраниращата способност на Nano-Tio 2 зависи повече от неговата способност за разсейване; Колкото по -къса е дължината на вълната, толкова повече е защитата му зависи от способността му за абсорбция.

2.3

Отлична диспергимост и прозрачност

Оригиналният размер на частиците на нано-Tio2 е под 100 nm, далеч по-малък от дължината на вълната на видимата светлина. Теоретично, нано-Tio2 може да предава видима светлина, когато е напълно разпръснат, така че е прозрачен. Поради прозрачността на Nano-Tio2, тя няма да покрие кожата, когато се добавя в козметика на слънцезащитен крем. Следователно, тя може да покаже естествената кожче за кожа. Прозрачността е един от важните индекси на Nano-Tio2 в козметиката на слънцезащитния крем. Всъщност, Nano-Tio 2 е прозрачен, но не напълно прозрачен в козметиката на слънцезащитния крем, тъй като Nano-Tio2 има малки частици, голяма специфична повърхност и изключително висока повърхностна енергия и е лесно да се образуват агрегати, като по този начин се отразява на дисперсируемостта и прозрачността на продуктите.

2.4

Добра устойчивост на времето

Nano-Tio 2 за козметиката на слънцезащитния крем изисква определена устойчивост на времето (особено светлинна устойчивост). Тъй като Nano-Tio2 има малки частици и висока активност, той ще генерира двойки електронни дупки след абсорбиране на ултравиолетови лъчи, а някои двойки електрон ще мигрират на повърхността, което води до атомен кислород и хидроксилни радикали във водата, приложена върху повърхността на нано-Tio2, която има силна способност за оксидация. Следователно, един или повече прозрачни изолационни слоеве, като силициев диоксид, алуминий и циркония, трябва да бъдат покрити на повърхността на нано-Tio2, за да инхибират неговата фотохимична активност.

3. Видове и тенденции за развитие на нано-Tio2

3.1

Нано-Tio2 прах

Продуктите на нано-Tio2 се продават под формата на твърд прах, който може да бъде разделен на хидрофилен прах и липофилен прах според повърхностните свойства на нано-Tio2. Хидрофилен прах се използва в козметика на водна основа, докато липофилният прах се използва в козметика на маслена основа. Хидрофилните прахове обикновено се получават чрез неорганична повърхностна обработка. Повечето от тези чужди нано-Tio2 прахове са претърпели специална повърхностна обработка в съответствие с техните полета за приложение.

3.2

Цвят на кожата nano tio2

Тъй като нано-Tio2 частиците са фини и лесни за разпръскване на синя светлина с по-къса дължина на вълната при видима светлина, когато се добавят в козметика на слънцезащитния крем, кожата ще покаже син тон и ще изглежда нездравословна. За да съответстват на цвета на кожата, в ранния етап често се добавят червени пигменти като железен оксид. Поради разликата в плътността и омокряемостта между нано-Tio2 _ 2 и железен оксид често се срещат плаващи цветове.

4. Производствено състояние на нано-Tio2 в Китай

Малките изследвания на Nano-Tio2 _ 2 в Китай са много активни, а теоретичното ниво на изследване достигна до напредналото ниво, но приложните изследвания и инженерни изследвания са сравнително изостанали и много резултати от изследванията не могат да бъдат трансформирани в индустриални продукти. Индустриалното производство на Nano-Tio2 в Китай започва през 1997 г., повече от 10 години по-късно от Япония.

Има две причини, които ограничават качеството и пазарната конкурентоспособност на продуктите на Nano-Tio2 в Китай:

① Приложните технологични изследвания изостават

Изследванията на технологията на приложение трябва да решат проблемите с добавянето на процеса и оценката на ефекта на нано-Tio2 в композитната система. Изследването на приложения на Nano-Tio2 в много области не е напълно разработено и изследванията в някои области, като козметика на слънцезащитния крем, все още трябва да бъдат задълбочени. Доставянето към изоставането на приложните технологични изследвания, нано-Tio-Tio2 _ 2 продуктите не могат да образуват серийни марки, за да отговарят на специалните изисквания на различни полета.

② Технологията на повърхностното обработка на Nano-Tio2 се нуждае от допълнително проучване

Повърхностната обработка включва неорганично обработка на повърхността и обработка на органичната повърхност. Технологията за повърхностно пречистване е съставена от формула на повърхностното пречистване, технологията за повърхностно обработка и оборудването за обработка на повърхността.

5. Заключителни забележки

Прозрачността, ултравиолетовите екраниращи характеристики, диспергируемостта и устойчивостта на светлината на Nano-Tio2 в козметиката на слънцезащитния крем са важни технически индекси за преценка на неговото качество, а процесът на синтез и методът на обработка на повърхността на Nano-Tio2 са ключът за определяне на тези технически индекси.