Нанотехнології та наноматеріали: Нанометровий діоксид титану в сонцезахисному кремі косметика

Нанотехнології та наноматеріали: Нанометровий діоксид титану в сонцезахисному кремі косметика

Цитати слова

Близько 5% променів, випромінюваних сонцем, мають ультрафіолетові промені з довжиною хвилі ≤400 нм. Ультрафіолетові промені на сонячному світлі можна розділити на: ультрафіолетові промені з тривалої хвилі з довжиною хвилі 320 нм ~ 400 нм, що називається ультрафіолетових променів A-типу (UVA); Ультрафіолетові промені середньої хвилі з довжиною хвилі від 290 нм до 320 нм називаються ультрафіолетованими променями B-типу (UVB) та короткохвильових ультрафіолетових променів з довжиною хвилі від 200 нм до 290 нм, називаються ультрафіолеційними променями типу C.

Через свою коротку довжину хвилі та високу енергію ультрафіолетові промені мають велику руйнівну силу, яка може пошкодити шкіру людей, викликати запалення або сонячні опік, і серйозно виробляти рак шкіри. УФБ є головним фактором, що спричиняє запалення шкіри та сонячні опіки.

1. Принцип екрануючих ультрафіолетових променів з Nano Tio2

Tio _ 2-напівпровідник N-типу. 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 absorbing UV rays. З невеликими розмірами частинок та численними фракціями це значно збільшує ймовірність блокування або перехоплення ультрафіолетових променів.

2. Характеристика нано-TiO2 в сонцезахисному кремі

2,1

Висока ефективність УФ -екранування

Здатність ультрафіолетового екранування сонцезахисного крему виражається фактором захисту від сонця (значення SPF) і чим вище значення SPF, тим краще ефект сонцезахисного крему. Співвідношення енергії, необхідної для отримання найнижчої еритеми, що виявляється для шкіри, покритою сонцезахисним кремом, до енергії, необхідної для виробництва еритеми однакової міри для шкіри без сонцезахисних продуктів.

Оскільки Nano-TIO2 поглинає і розкидає ультрафіолетові промені, це вважається найбільш ідеальним фізичним сонцезахисним кремом вдома та за кордоном. Взагалі, здатність нано-Tio2 до захисту від UVB в 3-4 рази більше, ніж нано-Zno.

2,2

Відповідний діапазон розмірів частинок

Здатність ультрафіолетового екранування Nano-TIO2 визначається його здатністю поглинання та здатністю розсіювання. Чим менший оригінальний розмір частинок нано-TIO2, тим сильніша здатність поглинання ультрафіолету. Відповідно до закону розсіювання світла Рейлі, є оптимальний оригінальний розмір частинок для максимальної здатності розсіювання нано-TiO2 до ультрафіолетових променів з різними довжинами хвиль. Експерименти також показують, що чим довша довжина хвилі ультрафіолетових променів, захисна здатність Nano-TIO 2 більше залежить від його здатності до розсіювання; Чим коротша довжина хвилі, тим більше його екранування залежить від його здатності поглинання.

2,3

Відмінна дисперсність та прозорість

Оригінальний розмір частинок нано-TIO2 нижче 100 нм, набагато менше, ніж довжина хвилі видимого світла. Теоретично Nano-TIO2 може передавати видиме світло, коли воно повністю дисперговано, тому він прозорий. Через прозорість Nano-TIO2 вона не покриє шкіру, коли додається в сонцезахисний крем. Тому він може проявляти природну красу шкіри. Транспрозожність є одним з важливих показників нано-тио2 у сонцезахисному кремі. Насправді, Nano-TIO 2 є прозорим, але не повністю прозорим у косметиці сонцезахисного крему, оскільки нано-TiO2 має невеликі частинки, велику питому поверхню та надзвичайно високу поверхневу енергію, і легко утворювати агрегати, таким чином впливаючи на дисперсійність та прозорості продуктів.

2,4

Хороша погода

Nano-TIA 2 для сонцезахисного крему вимагає певної стійкості до погоди (особливо легкої стійкості). Оскільки Nano-TIO2 має невеликі частинки та високу активність, він генерує пари електронних отворів після поглинання ультрафіолетових променів, а деякі пари електронів мігруватимуть на поверхню, що призведе до атомного кисню та гідроксильних радикалів у воді, що адсорбується на поверхні Nano-Tio2, що має сильну окислювальну здатність. Тому один або кілька прозорих ізоляційних шарів, таких як кремнезем, глинозем та цирконія, повинні бути покриті на поверхні Nano-TiO2 для інгібування його фотохімічної активності.

3. Типи та тенденції розвитку Nano-Tio2

3.1

Порошок нано-Tio2

Продукти Nano-TIO2 продаються у вигляді твердого порошку, який можна розділити на гідрофільний порошок і ліпофільний порошок відповідно до поверхневих властивостей нано-TiO2. Гідрофільний порошок використовується в косметиці на водній основі, тоді як ліпофільна порошок використовується в косметиці нафти на масляній основі. Гідрофільні порошки, як правило, отримують шляхом неорганічної поверхневої обробки. Більшість цих іноземних порошків нано-TIO2 пройшли спеціальну обробку поверхні відповідно до їх полів застосування.

3.2

Колір шкіри Nano Tio2

Оскільки частинки Nano-TIO2 є тонкими і легкими для розсіювання блакитного світла з коротшою довжиною хвилі у видимій світлі, коли вони додаються в сонцезахисний крем, шкіра покаже синій тон і виглядатиме нездоровим. Для того, щоб відповідати кольору шкіри, до косметичних формул часто додаються червоні пігменти, такі як оксид заліза, часто додаються до косметичних формул. Однак через різницю в щільності та змочуваності між нано-TIO2 _ 2 та оксидом заліза часто трапляються плаваючі кольори.

4. Статус виробництва нано-TIO2 в Китаї

Дрібні дослідження щодо нано-TIO2 _ 2 в Китаї дуже активні, а теоретичний рівень досліджень досяг світового підвищення рівня, але прикладні дослідження та інженерні дослідження відносно відстали, і багато результатів досліджень не можуть бути перетворені на промислові продукти. Промислове виробництво Nano-TIO2 в Китаї розпочалося в 1997 році, більш ніж на 10 років пізніше, ніж Японія.

Є дві причини, які обмежують якість та конкурентоспроможність на ринку продукції Nano-TIO2 у Китаї:

① Позаду прикладних технологічних досліджень

Дослідження технології додатків повинні вирішити проблеми додавання процесу та оцінки ефектів нано-TIO2 у складеній системі. Дослідження додатків Nano-TIO2 у багатьох галузях не було повністю розроблено, і дослідження в деяких галузях, таких як косметика для сонцезахисного крему, все ще потрібно поглибитися. До відставання прикладних технологій, продукти Nano-TIO2 _ 2 не можуть формувати серійні бренди для задоволення особливих вимог різних полів.

② Технологія поверхневої обробки Nano-TIO2 потребує подальшого вивчення

Поверхнева обробка включає неорганічну поверхневу обробку та органічну обробку поверхні. Технологія обробки поверхні складається з формули поверхневого очисного засобу, технології обробки поверхні та обладнання для обробки поверхні.

5. Заключні зауваження

Прозорість, ультрафіолетова екранування, дисперсність та легка стійкість Nano-TIO2 у косметиці сонцезахисного крему є важливими технічними показниками для оцінки його якості, а процес синтезу та метод обробки поверхневої обробки Nano-TIO2 є ключовим фактором для визначення цих технічних показників.