نانوتکنولوژی و نانومواد: دی اکسید نانومتر تیتانیوم در مواد آرایشی ضد آفتاب

نانوتکنولوژی و نانومواد: دی اکسید نانومتر تیتانیوم در مواد آرایشی ضد آفتاب

نقل قول کلمات

حدود 5 ٪ از پرتوهای تابش شده توسط خورشید دارای پرتوهای ماوراء بنفش با طول موج 400 نانومتر است. پرتوهای ماوراء بنفش در نور خورشید را می توان به: پرتوهای ماوراء بنفش با موج بلند با طول موج 320 نانومتر 400 نانومتر ، به نام اشعه ماوراء بنفش از نوع A (UVA) تقسیم کرد. پرتوهای ماوراء بنفش موج متوسط ​​با طول موج 290 نانومتر تا 320 نانومتر پرتوهای ماوراء بنفش از نوع B (UVB) نامیده می شوند و پرتوهای ماوراء بنفش موج کوتاه با طول موج 200 نانومتر تا 290 نانومتر پرتوهای ماوراء بنفش از نوع C نامیده می شوند.

به دلیل طول موج کوتاه و انرژی زیاد ، پرتوهای ماوراء بنفش دارای قدرت مخرب زیادی هستند که می تواند به پوست افراد آسیب برساند ، باعث التهاب یا آفتاب سوختگی شود و به طور جدی سرطان پوست ایجاد کند. UVB عامل اصلی ایجاد التهاب پوست و آفتاب سوختگی است.

1. اصل محافظت از پرتوهای ماوراء بنفش با Nano Tio2

Tio _ 2 یک نیمه هادی از نوع N است. شکل کریستالی Nano-Tio _ 2 مورد استفاده در آرایشی و بهداشتی ضد آفتاب به طور کلی روتیل است ، و عرض باند ممنوعه آن 3.0 ولت است که پرتوهای UV با طول موج کمتر از 400 نانومتر تابش Tio _ 2 ، الکترونها بر روی باند Valence می توانند اشعه ماوراء بنفش را جذب کنند و به باند کارایی هیجان زده شوند ، و عملکردهای مربوط به آن در مورد جفت های الکترونی در همان زمان تولید می شوند. با اندازه ذرات کوچک و کسری های بی شماری ، این امر احتمال مسدود کردن یا رهگیری اشعه ماوراء بنفش را به شدت افزایش می دهد.

2. ویژگی های Nano-Tio2 در مواد آرایشی ضد آفتاب

2.1

راندمان محافظت از اشعه ماوراء بنفش بالا

توانایی محافظت از ماوراء بنفش مواد آرایشی ضد آفتاب توسط فاکتور محافظت از خورشید (مقدار SPF) بیان می شود و هرچه مقدار SPF بالاتر باشد ، اثر ضد آفتاب بهتر می شود. نسبت انرژی مورد نیاز برای تولید کمترین اریتم قابل تشخیص برای پوستی که با محصولات ضد آفتاب پوشیده شده است به انرژی مورد نیاز برای تولید اریتم در همان درجه برای پوست بدون محصولات ضد آفتاب.

از آنجا که Nano-Tio2 پرتوهای ماوراء بنفش را جذب و پراکنده می کند ، به عنوان ایده آل ترین ضد آفتاب فیزیکی در داخل و خارج از کشور در نظر گرفته می شود. به طور کلی ، توانایی Nano-Tio2 در محافظت از UVB 3-4 برابر نانو Zno است.

2.2

دامنه اندازه ذرات مناسب

توانایی محافظ ماوراء بنفش Nano-Tio2 با توانایی جذب و توانایی پراکندگی آن تعیین می شود. هرچه اندازه ذرات اصلی Nano-Tio2 کوچکتر باشد ، توانایی جذب ماوراء بنفش قوی تر است. طبق قانون پراکندگی نور ریلی ، اندازه ذرات اصلی بهینه برای حداکثر توانایی پراکندگی Nano-Tio2 به پرتوهای ماوراء بنفش با طول موج های مختلف وجود دارد. آزمایشات همچنین نشان می دهد که طول موج اشعه ماوراء بنفش طولانی تر ، توانایی محافظ نانو-تیو 2 بیشتر به توانایی پراکندگی آن بستگی دارد. هرچه طول موج کوتاه تر باشد ، محافظ آن بیشتر به توانایی جذب آن بستگی دارد.

2.3

پراکندگی عالی و شفافیت

اندازه ذرات اصلی Nano-Tio2 زیر 100 نانومتر است ، به مراتب کمتر از طول موج نور مرئی. از لحاظ تئوریکی ، Nano-Tio2 می تواند نور مرئی را هنگام پراکندگی کاملاً منتقل کند ، بنابراین شفاف است. به دلیل شفافیت Nano-Tio2 ، در صورت اضافه شدن به مواد آرایشی ضد آفتاب ، پوست را نمی پوشاند. بنابراین ، می تواند زیبایی طبیعی پوست را نشان دهد. ترانسپت یکی از شاخص های مهم Nano-Tio2 در لوازم آرایشی ضد آفتاب است. در حقیقت ، Nano-Tio 2 شفاف است اما در مواد آرایشی ضد آفتاب کاملاً شفاف نیست ، زیرا Nano-TiO2 دارای ذرات کوچک ، سطح خاص و سطح خاص و انرژی سطح بسیار بالایی است ، و شکل گیری سنگدانه ها آسان است ، بنابراین بر پراکندگی و شفافیت محصولات تأثیر می گذارد.

2.4

مقاومت خوب آب و هوا

Nano-Tio 2 برای مواد آرایشی ضد آفتاب به مقاومت در برابر آب و هوا (به خصوص مقاومت در برابر نور) نیاز دارد. از آنجا که Nano-Tio2 دارای ذرات کوچک و فعالیت بالایی است ، پس از جذب اشعه ماوراء بنفش ، جفت های سوراخ الکترون را تولید می کند و برخی از جفت های الکترونی سوراخ به سطح مهاجرت می کنند و در نتیجه اکسیژن اتمی و رادیکال های هیدروکسیل در آب جذب شده بر روی سطح Nano-Tio2 ، که دارای دیافراگم قوی است. بنابراین ، یک یا چند لایه جداگانه شفاف ، مانند سیلیس ، آلومینا و زیرکونیا ، باید روی سطح Nano-Tio2 پوشانده شوند تا فعالیت فتوشیمیایی آن را مهار کنند.

3. انواع و روندهای توسعه Nano-Tio2

3.1

پودر Nano-Tio2

محصولات Nano-TiO2 به صورت پودر جامد فروخته می شوند که می توانند با توجه به خواص سطح Nano-TiO2 به پودر آبگریز و پودر لیپوفیلیک تقسیم شوند. پودر آبگریز در مواد آرایشی مبتنی بر آب استفاده می شود ، در حالی که پودر لیپوفیلی در مواد آرایشی مبتنی بر روغن استفاده می شود. پودرهای آبگریز به طور کلی با استفاده از سطح معدنی به دست می آیند. بیشتر این پودرهای Nano-Tio2 خارجی با توجه به زمینه های کاربردی خود تحت درمان سطح خاصی قرار گرفته اند.

3.2

رنگ پوست Nano TiO2

از آنجا که ذرات Nano-Tio2 ریز و درشت برای پراکندگی نور آبی با طول موج کوتاه تر در نور مرئی هستند ، هنگامی که به مواد آرایشی ضد آفتاب اضافه می شوند ، پوست رنگ آبی را نشان می دهد و ناسالم به نظر می رسد. به منظور مطابقت با رنگ پوست ، رنگدانه های قرمز مانند اکسید آهن اغلب در مراحل اولیه به فرمول های آرایشی اضافه می شوند. با این حال ، به دلیل تفاوت در چگالی و مرطوب بودن بین Nano-Tio2 _ 2 و اکسید آهن ، رنگ های شناور اغلب اتفاق می افتد.

4. وضعیت تولید Nano-Tio2 در چین

تحقیقات در مقیاس کوچک در مورد Nano-Tio2 _ 2 در چین بسیار فعال است و سطح تحقیقات نظری به سطح پیشرفته جهان رسیده است ، اما تحقیقات کاربردی و تحقیقات مهندسی نسبتاً عقب مانده است و بسیاری از نتایج تحقیقاتی را نمی توان به محصولات صنعتی تبدیل کرد. تولید صنعتی Nano-Tio2 در چین در سال 1997 ، بیش از 10 سال بعد از ژاپن آغاز شد.

دو دلیل وجود دارد که کیفیت و رقابت در بازار محصولات Nano-Tio2 در چین را محدود می کند:

① تحقیقات فناوری کاربردی عقب مانده است

تحقیقات فناوری برنامه باید مشکلات اضافه کردن فرآیند و ارزیابی اثر Nano-TiO2 در سیستم کامپوزیت را حل کند. تحقیقات کاربردی Nano-Tio2 در بسیاری از زمینه ها کاملاً توسعه نیافته است ، و تحقیقات در برخی از زمینه ها ، مانند لوازم آرایشی ضد آفتاب ، هنوز هم باید عمیق تر شود. به تاخیر در تحقیقات فناوری کاربردی ، محصولات Nano-Tio2 _ 2 چین نمی توانند مارک های سریال را برای پاسخگویی به الزامات خاص زمینه های مختلف تشکیل دهند.

technology فن آوری درمان سطح Nano-Tio2 نیاز به مطالعه بیشتر دارد

درمان سطح شامل درمان سطح معدنی و درمان سطح آلی است. فناوری تصفیه سطح از فرمول عامل درمان سطح ، فناوری تصفیه سطح و تجهیزات تصفیه سطح تشکیل شده است.

5. نتیجه گیری اظهارات

شفافیت ، عملکرد محافظ ماوراء بنفش ، پراکندگی و مقاومت در برابر نور Nano-Tio2 در مواد ضد آفتاب ، شاخص های فنی مهمی برای قضاوت در مورد کیفیت آن هستند و روند سنتز و روش تصفیه سطح Nano-TIO2 کلید تعیین این شاخص های فنی است.