Nanotehnoloogia ja nanomaterjalid: nanomeetri titaandioksiid päikesekaitsekreemides

Nanotehnoloogia ja nanomaterjalid: nanomeetri titaandioksiid päikesekaitsekreemides

Tsiteerima

Ligikaudu 5% päikese poolt kiirgatud kiiretest on ultraviolettkiirte lainepikkusega ≤400 nm. Ultraviolettkiirte päikesevalguses võib jagada: pika laine ultraviolettkiirte lainepikkusega 320 nm ~ 400 nm, mida nimetatakse A-tüüpi ultraviolettkiirteks (UVA); Keskmise laine ultraviolettkiirte lainepikkusega 290 nm kuni 320 nm nimetatakse B-tüüpi ultraviolettkiirteks (UVB) ja lühikese laine ultraviolettkiirte lainepikkusega 200 nm kuni 290 nm nimetatakse C-tüüpi ultraviolettkiirteks.

Lühikese lainepikkuse ja suure energia tõttu on ultraviolettkiirtel suur hävitav jõud, mis võib kahjustada inimeste nahka, põhjustada põletikku või päikesepõletust ja tekitada tõsiselt nahavähi. UVB on peamine tegur, mis põhjustab naha põletikku ja päikesepõletust.

1. Nano TiO2 -ga ultraviolettkiirte varjestamise põhimõte

Tio _ 2 on N-tüüpi pooljuht. Päikesekaitsekreemides kosmeetikatoodetes kasutatav nano-tio _ 2 kristallvorm on üldiselt rutiilne ja selle keelatud riba laius on 3,0 eV, kui UV-kiirgused, kui lainepikkus on alla 400nm kiirgava Tio _ 2, on valentse riba elektronid neelavad UV-kiirte ja on põnevil, mis on põnevil, et see on vajalik. Väikeste osakeste suuruse ja arvukate fraktsioonide korral suurendab see tunduvalt ultraviolettkiirte blokeerimise või pealtkuulamise tõenäosust.

2. Nano-TiO2 omadused päikesekaitsekreemides

2.1

Kõrge UV -varjestuse tõhusus

Päikesekaitsekreemi kosmeetika ultraviolettvarjutusvõimet väljendab päikesekaitsetegur (SPF väärtus) ja mida suurem on SPF -i väärtus, seda parem on päikesekaitsekreemi efekt. Päikesekaitsekreemi toodetega kaetud naha madalaima tuvastatava erüteemi tootmiseks vajalik energia suhe energiasse, mis on vajalik sama kraadi saamiseks nahale ilma päikesekaitsekreemide toodeteta.

Kuna Nano-TiO2 neelab ja hajutab ultraviolettkiirte, peetakse seda kõige ideaalsemaks füüsiliseks päikesekaitsekreemiks kodus ja välismaal. Üldiselt on Nano-TiO2 võime UVB-d kaitsta 3-4 korda suurem kui nano-zno.

2.2

Sobiv osakeste suurusvahemik

Nano-TiO2 ultraviolettvarjutusvõime määrab selle neeldumisvõime ja hajumisvõime. Mida väiksem on Nano-TiO2 algne osakeste suurus, seda tugevam on ultraviolettkiirguse neeldumisvõime. Rayleighi valguse hajumise seaduse kohaselt on Nano-TIO2 maksimaalse hajumisvõime jaoks optimaalne originaalne osakeste suurus, kuni ultraviolettkiirteni, millel on erinevad lainepikkused. Katsed näitavad ka seda, et mida pikem ultraviolettkiirte lainepikkus, Nano-TiO 2 varjestusvõime sõltub pigem selle hajumisvõimest; Mida lühem on lainepikkus, seda rohkem sõltub selle varjestus selle neeldumisvõimest.

2.3

Suurepärane hajuvus ja läbipaistvus

Nano-TiO2 algne osakeste suurus on alla 100 nm, mis on palju vähem kui nähtava valguse lainepikkus. Teoreetiliselt suudab Nano-TiO2 edastada nähtava valguse, kui see on täielikult hajutatud, nii et see on läbipaistev. Nano-TIO2 läbipaistvuse tõttu ei kata see päikesekaitsekreemi kosmeetikasse lisamisel nahka. Seetõttu võib see näidata naha looduslikku ilu. Transparence on päikesekaitsekreemi kosmeetika üks olulisi nano-TiO2 indekseid. Tegelikult on Nano-Tio 2 läbipaistev, kuid mitte täielikult läbipaistev päikesekaitsekreemides, kuna Nano-TiO2-l on väikesed osakesed, suur spetsiifiline pindala ja äärmiselt suur pinnaenergia ning see on lihtne moodustada täitematerjale, mõjutades seega toodete hajutavust ja läbipaistvust.

2.4

Hea ilmastikukindlus

Nano-Tio 2 päikesekaitsekreemi kosmeetika jaoks nõuab teatud ilmastikukindlust (eriti kerge vastupidavust). Kuna nano-TiO2-l on väikesed osakesed ja kõrge aktiivsus, genereerib see pärast ultraviolettkiirguse neeldumist elektron-augupaare ning mõned elektron-augupaarid rändavad pinnale, mille tulemuseks on nano-tuo2 pinnal olevate oksüdeerimisvõimaluste oksüdeerimisvõimaluses vees ja see põhjustab aatomhapniku ja hüdroksüülradikaalide aatom hapniku- ja hüdroksüülradikaale. Seetõttu tuleb selle fotokeemilise aktiivsuse pärssimiseks ühe või mitu läbipaistvat isolatsioonikihti, näiteks ränidioksiid, alumiiniumoksiid ja tsirkooniumid, kaetud Nano-TiO2 pinnale.

3. Nano-TIO2 tüübid ja arengusuundumused

3.1

Nano-tio2 pulber

Nano-TiO2 tooteid müüakse tahke pulbri kujul, mille saab nano-TiO2 pinnaomadustele jagada hüdrofiilseks pulbriks ja lipofiilseks pulbriks. Hüdrofiilset pulbrit kasutatakse veepõhises kosmeetikatoodetes, lipofiilset pulbrit kasutatakse õlipõhises kosmeetis. Hüdrofiilsed pulbrid saadakse tavaliselt anorgaanilise pinna töötlemise teel. Enamik neist võõrastest Nano-TIO2 pulbritest on vastavalt oma rakendusväljadele läbi teinud spetsiaalsed pinnatöötlused.

3.2

Nahavärv nano tio2

Kuna Nano-TIO2 osakesed on peened ja hõlpsasti hajutavad sinist valgust lühema lainepikkusega nähtava valguse korral, kui see lisatakse päikesekaitsekreemi kosmeetikatoodetesse, näitab nahk sinist tooni ja näeb välja ebatervislik. Nahavärvi sobitamiseks lisatakse kosmeetilistele valemitele sageli punaseid pigmente nagu raudoksiid. Nano-TiO2 _ 2 ja raudoksiidi tiheduse ja niisketavuse erinevuse tõttu esinevad sageli ujuvad värvid.

4. Nano-TIO2 tootmise staatus Hiinas

Nano-TiO2 _ 2 väikesemahulised uuringud on Hiinas väga aktiivsed ja teoreetiline uuringute tase on jõudnud maailma arenenud tasemele, kuid rakendusuuringute ja inseneride uuringud on suhteliselt mahajäänud ning paljusid uurimistulemusi ei saa muuta tööstuslikeks toodeteks. Nano-TiO2 tööstuslik tootmine Hiinas algas 1997. aastal, rohkem kui 10 aastat hiljem kui Jaapan.

Nano-TIO2 toodete kvaliteeti ja turu konkurentsivõime piiravad Hiinas on kaks põhjust:

① Rakendustehnoloogia uurimistöö jääb maha

Rakendustehnoloogia uuringud peavad lahendama Nano-TIO2 protsessi lisamise ja mõju hindamise probleemid komposiitsüsteemis. Nano-TiO2 rakendusuuringuid paljudes valdkondades ei ole täielikult välja töötatud ja mõne valdkonna uurimistööd, näiteks päikesekaitsetoote kosmeetikatooted, tuleb veel süvendada. Hiina Nano-TIO2 _ 2 tooted ei saa moodustada sarjabrände, mis vastavad erinevate valdkondade erinõuetele.

② Nano-TIO2 pinnatöötluse tehnoloogia vajab täiendavat uurimist

Pinna töötlemine hõlmab anorgaanilist pinnatöötlust ja orgaanilist pinna töötlemist. Pinna töötlemise tehnoloogia koosneb pinnaravi aine valemist, pinna töötlemistehnoloogiast ja pinna töötlemisseadmetest.

5. Kokkuvõtvad märkused

Nano-TIO2 läbipaistvus, ultraviolettvarjutus, hajuvus ja valguskindlus päikesekaitsekreemi kosmeetikaga on olulised tehnilised indeksid selle kvaliteedi hindamiseks ning nende tehniliste indekside määramiseks on võti Nano-TIO2 sünteesiprotsess ja pinnatöötluse meetod.