Nanotehnologie și nanomateriale: nanometru dioxid de titan în produse cosmetice de protecție solară
Citați cuvintele
Aproximativ 5% din razele radiate de soare au raze ultraviolete cu o lungime de undă ≤400 nm. Razele ultraviolete în lumina soarelui pot fi împărțite în: raze ultraviolete cu undă lungă cu o lungime de undă de 320 nm ~ 400 nm, numite raze ultraviolete A-Type (UVA); Razele ultraviolete cu undă medie cu o lungime de undă de 290 nm până la 320 nm sunt numite raze ultraviolete de tip B (UVB) și raze ultraviolete cu undă scurtă cu o lungime de undă de 200 nm până la 290 nm se numesc rays ultraviolet C-Type.
Datorită lungimii de undă scurte și a energiei ridicate, razele ultraviolete au o mare putere distructivă, care poate deteriora pielea oamenilor, poate provoca inflamații sau arsuri solare și poate produce serios cancer de piele. UVB este principalul factor care provoacă inflamație a pielii și arsuri solare.
1.. Principiul protejării razelor ultraviolete cu nano tio2
TIO _ 2 este un semiconductor de tip N. Forma de cristal a nano-tio _ 2 utilizată în produsele cosmetice de protecție solară este în general rutilă, iar lățimea sa interzisă a benzii sale este de 3,0 eV atunci când razele UV cu lungimea de undă mai mică de 400 nm iradiată Tio _ 2, electronii pe banda de valență pot absorbi razele UV și sunt excitate de banda de conducere, iar perechile de electroni sunt generate în același timp. Cu dimensiunea mică a particulelor și numeroase fracții, acest lucru crește foarte mult probabilitatea de a bloca sau de a intercepta razele ultraviolete.
2. Caracteristicile nano-TiO2 în produsele cosmetice de protecție solară
2.1
Eficiență ridicată de protecție UV
Capacitatea de ecranare ultravioletă a cosmeticelor de protecție solară este exprimată de factorul de protecție solară (valoarea SPF), iar cu cât valoarea SPF este mai mare, cu atât este mai bun efectul de protecție solară. Raportul dintre energia necesară pentru a produce cel mai mic eritem detectabil pentru pielea acoperită cu produse de protecție solară la energia necesară pentru a produce eritem de același grad pentru piele fără produse solare.
Pe măsură ce Nano-TiO2 absoarbe și împrăștie razele ultraviolete, aceasta este considerată cea mai ideală protecție solară fizică acasă și în străinătate. În general, capacitatea Nano-TiO2 de a proteja UVB este de 3-4 ori mai mare decât cea a Nano-Zno.
2.2
Gama de mărime a particulelor adecvată
Capacitatea de ecranare ultravioletă a Nano-TiO2 este determinată de capacitatea sa de absorbție și capacitatea de împrăștiere. Cu cât este mai mică dimensiunea originală a particulelor de nano-tIO2, cu atât este mai puternică capacitatea de absorbție ultravioletă. Conform legii lui Rayleigh de împrăștiere a luminii, există o dimensiune optimă originală a particulelor pentru capacitatea maximă de împrăștiere a Nano-TiO2 la raze ultraviolete cu lungimi de undă diferite. Experimentele arată, de asemenea, că cu cât lungimea de undă a razelor ultraviolete este mai lungă, capacitatea de protecție a Nano-Tio 2 depinde mai mult de capacitatea sa de împrăștiere; Cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât protejarea sa depinde de capacitatea sa de absorbție.
2.3
Dispersie excelentă și transparență
Mărimea originală a particulelor de nano-tIO2 este sub 100 nm, mult mai mică decât lungimea de undă a luminii vizibile. Teoretic, Nano-TiO2 poate transmite lumină vizibilă atunci când este complet dispersat, deci este transparent. Din cauza transparenței Nano-TiO2, nu va acoperi pielea atunci când este adăugată în produse cosmetice de protecție solară. Prin urmare, poate arăta frumusețea pielii naturale. Transparența este unul dintre indicii importanți ai nano-tIO2 în produsele cosmetice de protecție solară. De fapt, Nano-TIO 2 este transparent, dar nu este complet transparent în produsele cosmetice de protecție solară, deoarece Nano-TiO2 are particule mici, suprafață specifică mare și energie de suprafață extrem de ridicată și este ușor de format agregate, afectând astfel dispersia și transparența produselor.
2.4
Rezistență bună la vreme
Nano-TIO 2 pentru produse cosmetice de protecție solară necesită anumite rezistență la vreme (în special rezistența la lumină). Deoarece nano-TiO2 are particule mici și activități ridicate, va genera perechi de gaură de electroni după absorbția razelor ultraviolete, iar unele perechi de găuri de electroni vor migra la suprafață, rezultând oxigen atomic și radicali hidroxilici în apă. Prin urmare, unul sau mai multe straturi de izolare transparente, cum ar fi silice, alumină și zirconiu, trebuie să fie acoperite pe suprafața Nano-TiO2 pentru a-și inhiba activitatea fotochimică.
3. Tipuri și tendințe de dezvoltare ale Nano-TiO2
3.1
Nano-TiO2 pulbere
Produsele Nano-TiO2 sunt vândute sub formă de pulbere solidă, care pot fi împărțite în pulbere hidrofilă și pulbere lipofilă în funcție de proprietățile de suprafață ale nano-TiO2. Pulberea hidrofilă este utilizată în produsele cosmetice pe bază de apă, în timp ce pulberea lipofilă este utilizată în produsele cosmetice pe bază de ulei. Pulberile hidrofile sunt obținute în general prin tratamentul anorganic de suprafață. Majoritatea acestor pulberi Nano-TiO2 străine au suferit un tratament special de suprafață în funcție de câmpurile lor de aplicare.
3.2
Culoarea pielii nano tio2
Deoarece particulele nano-tIO2 sunt fine și ușor de împrăștiat lumina albastră cu o lungime de undă mai scurtă în lumină vizibilă, atunci când este adăugată în produse cosmetice de protecție solară, pielea va arăta tonul albastru și va arăta nesănătos. Pentru a se potrivi cu culoarea pielii, pigmenții roșii, cum ar fi oxidul de fier, sunt adesea adăugați la formule cosmetice în stadiul incipient. Cu toate acestea, datorită diferenței de densitate și umectabilitate între nano-TiO2 _ 2 și oxid de fier, apar adesea culori plutitoare.
4. Statutul de producție al nano-tIO2 în China
Cercetările la scară mică pe Nano-TiO2 _ 2 în China este foarte activă, iar nivelul de cercetare teoretică a atins nivelul avansat mondial, dar cercetarea aplicată de cercetare și inginerie sunt relativ înapoi, iar multe rezultate ale cercetării nu pot fi transformate în produse industriale. Producția industrială de Nano-TiO2 în China a început în 1997, mai mult de 10 ani mai târziu decât Japonia.
Există două motive care restricționează calitatea și competitivitatea pieței produselor nano-tIO2 din China:
① Cercetarea tehnologiei aplicate rămâne în urmă
Cercetarea tehnologiei aplicațiilor trebuie să rezolve problemele adăugării de evaluare a procesului și a efectului Nano-TIO2 în sistemul compus. Cercetarea aplicațiilor de la Nano-TiO2 în multe domenii nu a fost pe deplin dezvoltată, iar cercetarea în unele domenii, cum ar fi cosmetice de protecție solară, trebuie să fie încă aprofundate. În urma întârzierii cercetării tehnologice aplicate, Nano-TiO2 _ din China nu pot forma mărci seriale pentru a îndeplini cerințele speciale din diferite domenii.
Tehnologia de tratare a suprafeței Nano-TiO2 are nevoie de studii suplimentare
Tratamentul de suprafață include tratamentul anorganic de suprafață și tratamentul organic de suprafață. Tehnologia de tratare a suprafeței este compusă din formulă de agent de tratare a suprafeței, tehnologie de tratare a suprafeței și echipamente de tratare a suprafeței.
5. Observații finale
Transparența, performanța de ecranare ultravioletă, dispersibilitatea și rezistența la lumină a Nano-TiO2 în produsele cosmetice de protecție solară sunt indici tehnici importanți pentru a-și judeca calitatea, iar procesul de sinteză și metoda de tratare a suprafeței Nano-TiO2 sunt cheia pentru a determina acești indici tehnici.
Timpul post: 04-2022 iulie