Nanotehnologija in nanomateriali: nanometer titanov dioksid v kozmetiki za zaščito pred soncem

Nanotehnologija in nanomateriali: nanometer titanov dioksid v kozmetiki za zaščito pred soncem

Navedite besede

Približno 5% žarkov, ki jih sevajo sonce, ima ultravijolične žarke z valovno dolžino ≤400 nm. Ultravijolični žarki na sončni svetlobi lahko razdelimo na: dolgo valovni ultravijolični žarki z valovno dolžino 320 nm ~ 400 nm, imenovani ultravijolični žarki tipa A (UVA); Ultravijolični žarki srednje valov z valovno dolžino od 290 nm do 320 nm se imenujejo ultravijolični žarki tipa B (UVB) in kratko valovni ultravijolični žarki z valovno dolžino od 200 do 290 nm se imenujejo C-tipi ultravioletni žarki.

Zaradi kratke valovne dolžine in visoke energije imajo ultravijolični žarki veliko uničujočo moč, ki lahko poškoduje kožo ljudi, povzroči vnetje ali sončne opekline in resno proizvaja kožni rak. UVB je glavni dejavnik, ki povzroča vnetje kože in sončne opekline.

1. Načelo zaščite ultravijoličnih žarkov z nano tio2

Tio _ 2 je polprevodnik tipa N. The crystal form of nano-TiO _ 2 used in sunscreen cosmetics is generally rutile, and its forbidden band width is 3.0 eV When UV rays with wavelength less than 400nm irradiate TiO _ 2, electrons on valence band can absorb UV rays and be excited to the conduction band, and electron-hole pairs are generated at the same time, so TiO _ 2 has the function of absorbira UV žarke. Z majhno velikostjo delcev in številnimi ulomki to močno poveča verjetnost blokiranja ali prestrezanja ultravijoličnih žarkov.

2. Značilnosti nano-TiO2 v kozmetiki za zaščito pred soncem

2.1

Visoka UV -zaščitna učinkovitost

Ultravijolično zaščitno sposobnost kozmetike za zaščito pred soncem se izraža s faktorjem zaščite sonca (vrednost SPF), višja kot je vrednost SPF, boljši je učinek sončne kreme. Razmerje energije, potrebne za proizvodnjo najnižje zaznavne eritem za kožo, prevlečeno z izdelki za zaščito pred soncem, in energijo, potrebno za proizvodnjo eritem enake stopnje za kožo brez izdelkov za zaščito pred soncem.

Ker Nano-TiO2 absorbira in razbije ultravijolične žarke, ga velja za najbolj idealno fizično kremo za sončenje doma in v tujini. Na splošno je sposobnost Nano-TiO2 za zaščito UVB 3-4-krat večja kot nano-ZNO.

2.2

Primerno območje velikosti delcev

Sposobnost ultravijolične zaščite nano-TiO2 je določena z njegovo absorpcijsko sposobnostjo in sposobnostjo razprševanja. Manjša je prvotna velikost delcev Nano-TiO2, močnejša je sposobnost absorpcije ultravijolične. Po Rayleighovem zakonu razprševanja svetlobe obstaja optimalna izvirna velikost delcev za največjo sposobnost razprševanja nano-TiO2 do ultravijoličnih žarkov z različnimi valovnimi dolžinami. Poskusi kažejo tudi, da je daljša valovna dolžina ultravijoličnih žarkov, zaščitna sposobnost Nano-Tio 2 bolj odvisna od njegove sposobnosti razprševanja; Čim krajša je valovna dolžina, bolj je njegovo zaščito odvisno od njegove absorpcijske sposobnosti.

2.3

Odlična razpršljivost in preglednost

Prvotna velikost delcev Nano-TiO2 je pod 100 nm, kar je precej manjša od valovne dolžine vidne svetlobe. Teoretično lahko Nano-TiO2 prenaša vidno svetlobo, ko je popolnoma razpršena, tako da je prozorna. Zaradi preglednosti nano-TiO2 kože ne bo pokrilo, če bo dodana v kozmetiko za zaščito pred soncem. Zato lahko kaže naravno lepoto kože. Preglednost je eden od pomembnih indeksov nano-TiO2 v kozmetiki za zaščito pred soncem. Dejansko je Nano-Tio 2 prozorna, vendar ni popolnoma prozorna v kozmetiki za zaščito pred soncem, ker ima nano-Tio2 majhne delce, veliko specifično površino in izjemno visoko površinsko energijo, in je enostavno oblikovati agregate, kar vpliva na razpršitev in preglednost izdelkov.

2.4

Dobra vremenska odpornost

Nano-Tio 2 za kozmetiko za zaščito pred soncem zahteva določeno vremensko odpornost (zlasti svetlobna odpornost). Ker ima nano-tio2 majhne delce in visoko aktivnost, bo ustvaril pare elektronov po absorpciji ultravijoličnih žarkov, nekateri pari v elektronskih luknjah pa se bodo preselili na površino, kar ima za posledico atomskega kisika in hidroksilnih radikalov v vodni vod. začimbe. Zato morajo biti na površini nano-TiO2 prevlečene eno ali več prozornih izolacijskih plasti, kot so silicijev dioksid, glinica in cirkonija, da zavirajo njegovo fotokemično aktivnost.

3. Vrste in razvojni trendi Nano-TiO2

3.1

Nano-tio2 v prahu

Izdelki Nano-TIO2 se prodajajo v obliki trdnega prahu, ki ga lahko razdelimo na hidrofilni prah in lipofilni prah glede na površinske lastnosti Nano-TiO2. Hidrofilni prah se uporablja v kozmetiki na vodni osnovi, lipofilni prah pa v oljni kozmetiki. Hidrofilni praški na splošno dobimo z anorgansko površinsko obdelavo. Večina teh tujih praškov nano-TiO2 je v skladu s svojimi polji na voljo posebno površinsko obdelavo.

3.2

Barva kože nano tio2

Ker so delci nano-TiO2 v redu in jih je enostavno raztresti modro svetlobo s krajšo valovno dolžino v vidni svetlobi, ko bo dodana v kozmetiko za zaščito pred soncem, bo koža pokazala modri ton in videti nezdravo. Da bi se ujemali z barvo kože, se kozmetičnim formulam v zgodnji fazi pogosto dodajajo rdeči pigmenti, kot je železov oksid. Vendar pa se zaradi razlike v gostoti in zmogljivosti med nano-tio2 _ 2 in železom oksidom pogosto pojavljajo plavajoče barve.

4. Proizvodni status Nano-TiO2 na Kitajskem

Majhne raziskave o Nano-TiO2 _ 2 na Kitajskem so zelo aktivne, teoretična raven raziskav pa je dosegla svetovno napredno raven, vendar so uporabne raziskave in inženirske raziskave razmeroma zaostale in številnih rezultatov raziskav ni mogoče spremeniti v industrijske izdelke. Industrijska proizvodnja Nano-TiO2 na Kitajskem se je začela leta 1997, več kot 10 let pozneje kot na Japonskem.

Obstajata dva razloga, ki omejujeta kakovost in tržno konkurenčnost izdelkov Nano-TIO2 na Kitajskem:

① Uporabne tehnološke raziskave zaostajajo

Raziskave aplikacijske tehnologije morajo rešiti težave pri dodajanju ocenjevanja procesa in učinkov nano-TiO2 v sestavljenem sistemu. Raziskava aplikacij Nano-TIO2 na številnih področjih ni bila v celoti razvita, raziskave na nekaterih področjih, kot je kozmetika za zaščito pred soncem, pa je treba še vedno poglobiti. Če želite zaostajati zaostajanje uporabljenih tehnoloških raziskav, kitajske izdelke Nano-TiO2 _ 2 ne morejo oblikovati serijskih blagovnih znamk, da bi izpolnjevale posebne zahteve različnih polj.

② Tehnologija površinske obdelave Nano-TIO2 potrebuje nadaljnjo študijo

Površinsko obdelavo vključuje anorgansko površinsko obdelavo in organsko površinsko obdelavo. Tehnologija površinske obdelave je sestavljena iz formule površinskega čiščenja, tehnologije površinske obdelave in opreme za površinsko obdelavo.

5. Zaključne pripombe

Preglednost, zmogljivost, ultravijolično zaščito, razpršitev in svetlobna odpornost nano-TiO2 v kozmetiki za zaščito pred soncem so pomembni tehnični indeksi za presojo njegove kakovosti, postopek sinteze in površinsko obdelavo Nano-TiO2 pa so ključni za določitev teh tehničnih indeksov.