Нанотехнологии и наноматериалы: нанометровый диоксид титана в солнцезащитной косметике

Нанотехнологии и наноматериалы: нанометровый диоксид титана в солнцезащитной косметике

Цитата слова

Около 5% лучей, излученных солнцем, имеют ультрафиолетовые лучи с длиной волны ≤400 нм. Ультрафиолетовые лучи в солнечном свете можно разделить на: длинноволновые ультрафиолетовые лучи с длиной волны 320 нм ~ 400 нм, называемых ультрафиолетовыми лучами A (UVA); Ультрафиолетовые лучи средней волны с длиной волны от 290 нм до 320 нм называются ультрафиолетовыми лучами B-типа (UVB), а коротковолновые лучи ультрафиолета с длиной волны от 200 нм до 290 нм называются ультрафиолетовыми лучами C.

Из -за своей короткой длины волны и высокой энергии ультрафиолетовые лучи обладают большой деструктивной силой, которая может повредить кожу людей, вызывать воспаление или солнечные ожоги и серьезно производить рак кожи. UVB является основным фактором, вызывающим воспаление кожи и солнечные ожоги.

1. Принцип экранирования ультрафиолетовых лучей с нано -tio2

Tio _ 2-полупроводник N-типа. Кристаллическая форма Nano-Tio _ 2, используемая в косметике солнцезащитного крема, как правило, представляет собой рутил, а его запретная ширина полосы составляет 3,0 эВ, когда ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 400 нм облученного Tio _ 2, электроны на валентной полосе могут поглощать ультрафиолетовые лучи и быть взволнованными в рамках, а пары с электрон-Hole-в одном и том же времени, что он-2-то время. С небольшим размером частиц и многочисленными фракциями, это значительно увеличивает вероятность блокирования или перехвата ультрафиолетовых лучей.

2. Характеристики Nano-Tio2 в косметике солнцезащитного крема

2.1

Высокая эффективность экранирования ультрафиолета

Ультрафиолетовая экранирующая способность солнцезащитной косметики выражается фактором защиты солнца (значение SPF), и чем выше значение SPF, тем лучше эффект солнцезащитного крема. Соотношение энергии, необходимой для получения самой низкой обнаруживаемой эритемы для кожи, покрытой солнцезащитными продуктами к энергии, необходимой для производства эритемы той же степени для кожи без солнцезащитных продуктов.

Поскольку Nano-Tio2 поглощает и рассеивает ультрафиолетовые лучи, он считается наиболее идеальным физическим солнцезащитным кремом дома и за рубежом. В целом, способность Nano-Tio2 защищать UVB в 3-4 раза больше, чем у Nano-ZNO.

2.2

Подходящий диапазон размеров частиц

Ультрафиолетовая экранирующая способность Nano-Tio2 определяется его способностью поглощать и способность рассеяния. Чем меньше исходный размер частиц Nano-Tio2, тем сильнее ультрафиолетовая способность поглощения. Согласно закону рассеяния света Рэлея, существует оптимальный исходный размер частиц для максимальной способности рассеяния Nano-TiO2 на ультрафиолетовые лучи с различными длин волн. Эксперименты также показывают, что чем дольше длина волны ультрафиолетовых лучей, экранирующая способность Nano-Tio 2 больше зависит от его способности рассеяния; Чем короче длина волны, тем больше его экранирование зависит от его способности поглощения.

2.3

Отличная рассеиваемость и прозрачность

Оригинальный размер частиц Nano-TiO2 ниже 100 нм, что гораздо меньше, чем длина волны видимого света. Теоретически, Nano-Tio2 может передавать видимый свет, когда он полностью диспергирован, поэтому он прозрачен. Из-за прозрачности Nano-Tio2 он не будет покрывать кожу при добавлении в косметику солнцезащитного крема. Следовательно, он может показать естественную кожную красоту. Транспланость является одним из важных показателей Nano-Tio2 в солнцезащитной косметике. Фактически, Nano-Tio 2 является прозрачным, но не полностью прозрачным в косметике солнцезащитного крема, потому что Nano-Tio2 имеет небольшие частицы, большую удельную площадь поверхности и чрезвычайно высокую поверхностную энергию, и его легко сформировать агрегаты, что влияет на рассеиваемость и прозрачность продуктов.

2.4

Хорошее сопротивление погоды

Nano-Tio 2 для косметики для солнцезащитного крема требует определенной погодной сопротивления (особенно светостойкость). Поскольку Nano-TiO2 имеет небольшие частицы и высокую активность, он будет генерировать электрон-дырочные пары после поглощения ультрафиолетовых лучей, а некоторые пары электронных отверстий будут мигрировать на поверхность, что приведет к атомному кислороду и гидроксильному радикалам в водяном адсорбированном на поверхности Nano-Tio2, которые имеют сильную способность к дискокатизации. Следовательно, один или несколько прозрачных слоев изоляции, таких как кремнезем, глинозем и циркония, должны быть покрыты на поверхности Nano-TiO2, чтобы ингибировать его фотохимическую активность.

3. Типы и тенденции развития Nano-Tio2

3.1

Нано-тио2 порошок

Продукты Nano-TiO2 продаются в форме твердого порошка, который можно разделить на гидрофильный порошок и липофильный порошок в соответствии с поверхностными свойствами Nano-TiO2. Гидрофильный порошок используется в косметике на водной основе, в то время как липофильный порошок используется в косметике на масляной основе. Гидрофильные порошки обычно получают путем неорганической поверхностной обработки. Большинство из этих иностранных порошков Nano-Tio2 подвергались особой обработке поверхности в соответствии с их областями применения.

3.2

Цвет кожи Nano Tio2

Поскольку частицы Nano-TiO2 хороши и легко разбросать синий свет с более короткой длиной волны в видимом свете, при добавлении в косметику солнцезащитного крема кожа будет иметь синий тон и будет выглядеть нездоровым. Чтобы соответствовать цвету кожи, красные пигменты, такие как оксид железа, часто добавляются в косметические формулы на ранней стадии. Однако из-за разницы в плотности и смачиваемости между Nano-Tio2 _ 2 и оксидом железа часто встречаются плавучие цвета.

4. Состояние производства Nano-Tio2 в Китае

Небольшие исследования Nano-Tio2 _ 2 в Китае очень активны, и теоретический уровень исследования достиг мирового продвинутого уровня, но прикладные исследования и инженерные исследования относительно отстают, и многие результаты исследований не могут быть преобразованы в промышленные продукты. Промышленное производство Nano-Tio2 в Китае началось в 1997 году, что более чем на 10 лет позже, чем Япония.

Есть две причины, которые ограничивают качество и рыночную конкурентоспособность продуктов Nano-Tio2 в Китае:

① Прикладные технологические исследования отстают позади

Исследование технологий применения необходимо решить проблемы добавления процесса и оценки эффекта Nano-TiO2 в композитной системе. Применение исследований Nano-Tio2 во многих областях не было полностью разработано, и исследования в некоторых областях, таких как косметика солнцезащитного крема, все еще необходимо углубить.

② Технология обработки поверхности Nano-TiO2 требует дальнейшего изучения

Обработка поверхности включает обработку неорганической поверхности и органическую обработку поверхности. Технология обработки поверхности состоит из формулы обработки поверхностного средства, технологии обработки поверхности и оборудования для обработки поверхности.

5. Заключительные замечания

Прозрачность, ультрафиолетовые экранирующие характеристики, диспергируемость и светостойкость Nano-TiO2 в косметике солнцезащитного крема являются важными техническими индексами для оценки его качества, а процесс синтеза и метод обработки поверхности Nano-TiO2 являются ключом для определения этих технических индексов.