Nanoteknologi dan nanomaterials: nanometer titanium dioksida dalam kosmetik pelindung matahari
Kata quote
Kira -kira 5% sinar yang dipancarkan oleh matahari mempunyai sinar ultraviolet dengan panjang gelombang ≤400 nm. Sinaran ultraviolet di bawah sinar matahari boleh dibahagikan kepada: sinar ultraviolet gelombang panjang dengan panjang gelombang 320 nm ~ 400 nm, yang dipanggil A-Type Ultraviolet Rays (UVA); Sinar ultraviolet gelombang sederhana dengan panjang gelombang 290 nm hingga 320 nm dipanggil sinar ultraviolet ultraviolet b-jenis b-jenis.
Oleh kerana panjang gelombang pendek dan tenaga yang tinggi, sinar ultraviolet mempunyai kuasa merosakkan yang besar, yang boleh merosakkan kulit orang, menyebabkan keradangan atau selaran matahari, dan serius menghasilkan kanser kulit. UVB adalah faktor utama yang menyebabkan keradangan kulit dan selaran matahari.
1. Prinsip melindungi sinar ultraviolet dengan Nano TiO2
TiO _ 2 adalah semikonduktor N-jenis. Bentuk kristal nano-tio _ 2 yang digunakan dalam kosmetik pelindung matahari secara amnya rutil, dan lebar jalur dilarang adalah 3.0 eV apabila sinaran UV dengan panjang gelombang kurang daripada 400nm Iradiate tio _ 2, elektron pada valensi band boleh menyerap sinar uvo, Sinar UV. Dengan saiz zarah kecil dan banyak pecahan, ini sangat meningkatkan kebarangkalian menyekat atau memintas sinar ultraviolet.
2. Ciri-ciri Nano-TiO2 dalam kosmetik pelindung matahari
2.1
Kecekapan perisai UV yang tinggi
Keupayaan perisai ultraviolet kosmetik pelindung matahari dinyatakan oleh faktor perlindungan matahari (nilai SPF), dan semakin tinggi nilai SPF, lebih baik kesan pelindung matahari. Nisbah tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan erythema yang paling rendah untuk kulit yang disalut dengan produk pelindung matahari kepada tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan erythema yang sama untuk kulit tanpa produk pelindung matahari.
Ketika Nano-TiO2 menyerap dan menyebarkan sinar ultraviolet, ia dianggap sebagai pelindung matahari fizikal yang paling ideal di rumah dan di luar negara. Secara umum, keupayaan Nano-TiO2 untuk melindungi UVB adalah 3-4 kali dari Nano-Zno.
2.2
Julat saiz zarah yang sesuai
Keupayaan perisai ultraviolet nano-TiO2 ditentukan oleh keupayaan penyerapan dan keupayaan penyebarannya. Semakin kecil saiz zarah asal Nano-TiO2, semakin kuat keupayaan penyerapan ultraviolet. Menurut Undang-Undang Penyebaran Rayleigh's Law of Rayleigh, terdapat saiz zarah asal yang optimum untuk keupayaan penyebaran maksimum nano-TiO2 hingga sinaran ultraviolet dengan panjang gelombang yang berbeza. Eksperimen juga menunjukkan bahawa lebih lama panjang gelombang sinaran ultraviolet, keupayaan perisai Nano-Tio 2 lebih bergantung pada keupayaan penyebarannya; Lebih pendek panjang gelombang, lebih banyak perisai bergantung kepada keupayaan penyerapannya.
2.3
Penyebaran dan ketelusan yang sangat baik
Saiz zarah asal Nano-TiO2 adalah di bawah 100 nm, jauh lebih rendah daripada panjang gelombang cahaya yang kelihatan. Secara teorinya, nano-TiO2 dapat menghantar cahaya yang kelihatan apabila ia tersebar sepenuhnya, jadi ia telus. Kerana ketelusan Nano-TiO2, ia tidak akan menutup kulit apabila dimasukkan ke dalam kosmetik pelindung matahari. Oleh itu, ia dapat menunjukkan kecantikan kulit semulajadi.Transparency adalah salah satu indeks penting nano-TiO2 dalam kosmetik pelindung matahari. Malah, Nano-Tio 2 adalah telus tetapi tidak sepenuhnya telus dalam kosmetik pelindung matahari, kerana nano-TiO2 mempunyai zarah kecil, kawasan permukaan spesifik yang besar dan tenaga permukaan yang sangat tinggi, dan mudah untuk membentuk agregat, sehingga mempengaruhi penyebaran dan ketelusan produk.
2.4
Rintangan cuaca yang baik
Nano-Tio 2 untuk kosmetik pelindung matahari memerlukan rintangan cuaca tertentu (terutamanya rintangan cahaya). Kerana nano-TiO2 mempunyai zarah-zarah kecil dan aktiviti yang tinggi, ia akan menjana pasangan lubang elektron selepas menyerap sinar ultraviolet, dan beberapa pasangan lubang elektron akan berhijrah ke permukaan, mengakibatkan oksigen atom dan radikal hidroksil di dalam air Oleh itu, satu atau lebih lapisan pengasingan telus, seperti silika, alumina dan zirkonia, mesti disalut di permukaan nano-TiO2 untuk menghalang aktiviti fotokimia.
3. Jenis dan Trend Pembangunan Nano-TiO2
3.1
Serbuk Nano-TiO2
Produk Nano-TiO2 dijual dalam bentuk serbuk pepejal, yang boleh dibahagikan kepada serbuk hidrofilik dan serbuk lipofilik mengikut sifat permukaan Nano-TiO2. Serbuk hidrofilik digunakan dalam kosmetik berasaskan air, manakala serbuk lipofilik digunakan dalam kosmetik berasaskan minyak. Serbuk hidrofilik umumnya diperolehi oleh rawatan permukaan bukan organik. Sebilangan besar serbuk nano-TiO2 asing telah menjalani rawatan permukaan khas mengikut bidang permohonan mereka.
3.2
Warna kulit nano tio2
Kerana zarah Nano-TiO2 adalah halus dan mudah untuk menyebarkan cahaya biru dengan panjang gelombang yang lebih pendek dalam cahaya yang kelihatan, apabila dimasukkan ke dalam kosmetik pelindung matahari, kulit akan menunjukkan nada biru dan kelihatan tidak sihat. Untuk memadankan warna kulit, pigmen merah seperti oksida besi sering ditambah kepada formula kosmetik pada peringkat awal. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh perbezaan ketumpatan dan kebolehkerjaan antara nano-TiO2 _ 2 dan oksida besi, warna terapung sering berlaku.
4. Status Pengeluaran Nano-TiO2 di China
Penyelidikan berskala kecil mengenai Nano-TiO2 _ 2 di China sangat aktif, dan tahap penyelidikan teoritis telah mencapai tahap maju dunia, tetapi penyelidikan dan penyelidikan kejuruteraan yang diterapkan agak mundur, dan banyak hasil penyelidikan tidak dapat diubah menjadi produk perindustrian. Pengeluaran perindustrian Nano-TiO2 di China bermula pada tahun 1997, lebih dari 10 tahun kemudian daripada Jepun.
Terdapat dua sebab yang menyekat kualiti dan daya saing pasaran produk Nano-TiO2 di China:
① Penyelidikan Teknologi Gunaan Tertinggal
Penyelidikan teknologi aplikasi perlu menyelesaikan masalah menambah proses dan penilaian kesan Nano-TiO2 dalam sistem komposit. Penyelidikan aplikasi Nano-TiO2 dalam banyak bidang belum dibangunkan sepenuhnya, dan penyelidikan dalam beberapa bidang, seperti kosmetik pelindung matahari, masih perlu diperdalam.
② Teknologi rawatan permukaan Nano-TiO2 memerlukan kajian lanjut
Rawatan permukaan termasuk rawatan permukaan bukan organik dan rawatan permukaan organik. Teknologi rawatan permukaan terdiri daripada formula ejen rawatan permukaan, teknologi rawatan permukaan dan peralatan rawatan permukaan.
5. Pernyataan menyimpulkan
Ketelusan, ultraviolet perisai prestasi, penyebaran dan rintangan cahaya Nano-TiO2 dalam kosmetik pelindung matahari adalah indeks teknikal yang penting untuk menilai kualitinya, dan proses sintesis dan kaedah rawatan permukaan Nano-TiO2 adalah kunci untuk menentukan indeks teknikal ini.
Masa Post: Jul-04-2022