Nanoteknik och nanomaterial: Nanometer titandioxid i solskyddsmedelskosmetika
Citatord
Cirka 5% av strålarna som strålas av solen har ultravioletta strålar med en våglängd ≤400 nm. Ultravioletta strålar i solljus kan delas upp i: långvågs ultravioletta strålar med en våglängd av 320 nm ~ 400 nm, kallad A-typ Ultraviolet-strålar (UVA); Mediumvågs ultravioletta strålar med en våglängd av 290 nm till 320 nm kallas b-typ ultravioletta strålar (UVB) och korta vågor ultravioletta strålar med en våglängd av 200 nm till 290 nm kallas C-typ Ultraviolet-strålar.
På grund av dess korta våglängd och hög energi har ultravioletta strålar stor destruktiv kraft, vilket kan skada människors hud, orsaka inflammation eller solbränna och seriöst producera hudcancer. UVB är den viktigaste faktorn som orsakar hudinflammation och solbränna.
1. Principen om att skydda ultravioletta strålar med Nano Tio2
Tio _ 2 är en halvledare av N-typ. 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. Med liten partikelstorlek och många fraktioner ökar detta sannolikheten för att blockera eller avlyssna ultravioletta strålar.
2. Egenskaper för Nano-Tio2 i solskyddsmedelskosmetika
2.1
Hög UV -skärmeffektivitet
Den ultravioletta skärmförmågan hos solskyddsmedel kosmetika uttrycks av solskyddsfaktorn (SPF -värde), och ju högre SPF -värdet, desto bättre är solskyddseffekten. Förhållandet mellan den energi som krävs för att producera det lägsta detekterbara erytemet för hudbelagda med solskyddsprodukter och den energi som krävs för att producera erytem i samma grad för hud utan solskyddsprodukter.
När Nano-Tio2 absorberar och sprider ultravioletta strålar, betraktas det som den mest perfekta fysiska solskyddsmedel hemma och utomlands. I allmänhet är nano-TiO2: s förmåga att skydda UVB 3-4 gånger den för nano-Zno.
2.2
Lämplig partikelstorlek
Den ultravioletta skärmförmågan hos nano-TiO2 bestäms av dess absorptionsförmåga och spridningsförmåga. Ju mindre den ursprungliga partikelstorleken för nano-TiO2, desto starkare är den ultravioletta absorptionsförmågan. Enligt Rayleighs lag om ljusspridning finns det en optimal originalpartikelstorlek för den maximala spridningsförmågan hos nano-TiO2 till ultravioletta strålar med olika våglängder. Experiment visar också att ju längre våglängden för ultravioletta strålar, skärmförmågan hos Nano-Tio 2 beror mer på dess spridningsförmåga; Ju kortare våglängden, desto mer beror dess skärmning på dess absorptionsförmåga.
2.3
Utmärkt spridning och transparens
Den ursprungliga partikelstorleken för nano-TiO2 är under 100 nm, mycket mindre än våglängden för synligt ljus. Teoretiskt kan Nano-Tio2 överföra synligt ljus när det är helt spridd, så det är transparent. På grund av öppenheten hos Nano-TiO2 kommer den inte att täcka huden när den läggs till i solskyddsmedel. Därför kan det visa naturlig hudskönhet. Transparency är ett av de viktiga indexen för Nano-Tio2 i solskyddsmedel. I själva verket är Nano-Tio 2 transparent men inte helt transparent i solskyddsmedelskosmetika, eftersom nano-Tio2 har små partiklar, stor specifik ytarea och extremt hög ytenergi, och det är lätt att bilda aggregat, vilket påverkar produkternas spridning och öppenhet.
2.4
Bra vädermotstånd
Nano-Tio 2 för solskyddsmedelskosmetika kräver viss vädermotstånd (särskilt lätt motstånd). Eftersom nano-TiO2 har små partiklar och hög aktivitet kommer det att generera elektronhålpar efter att ha absorberat ultravioletta strålar, och vissa elektronhålpar kommer att migrera till ytan, vilket resulterar i atomisk syre och hydroxylradikaler i vatten adsorberade på ytan av nano-tio2, vilket har stark oxidationsförmåga. Det är orsakande av de olika produkterna och de orsaker till depositioner. Därför måste ett eller flera transparenta isoleringsskikt, såsom kiseldioxid, aluminiumoxid och zirkonium, beläggas på ytan av nano-TiO2 för att hämma dess fotokemiska aktivitet.
3. Typer och utvecklingstrender för Nano-Tio2
3.1
Nano-TiO2
Nano-TiO2-produkterna säljs i form av fast pulver, som kan delas upp i hydrofil pulver och lipofil pulver enligt ytegenskaperna hos nano-TiO2. Hydrofilpulver används i vattenbaserad kosmetika, medan lipofil pulver används i oljebaserad kosmetika. Hydrofila pulver erhålls vanligtvis genom oorganisk ytbehandling. De flesta av dessa utländska nano-TiO2-pulver har genomgått speciell ytbehandling enligt deras applikationsfält.
3.2
Hudfärg nano tio2
Eftersom nano-TiO2-partiklar är fina och enkla att sprida blått ljus med kortare våglängd i synligt ljus, när de tillsätts i solskyddsmedel, kommer huden att visa blå ton och ser ohälsosam ut. För att matcha hudfärg läggs ofta röda pigment som järnoxid till kosmetiska formler i ett tidigt skede. På grund av skillnaden i densitet och vätbarhet mellan nano-TiO2 _2 och järnoxid förekommer emellertid ofta flytande färger.
4. Produktionsstatus för Nano-Tio2 i Kina
Småskalig forskning om nano-TiO2 _ 2 i Kina är mycket aktiv, och den teoretiska forskningsnivån har nått den avancerade nivån, men den tillämpade forsknings- och tekniska forskningen är relativt bakåt och många forskningsresultat kan inte omvandlas till industriprodukter. Den industriella produktionen av Nano-Tio2 i Kina började 1997, mer än tio år senare än Japan.
Det finns två skäl som begränsar kvaliteten och marknadskonkurrenskraften för Nano-TiO2-produkter i Kina:
① Tillämpad teknikforskning ligger bakom
Applikationsteknologiforskningen måste lösa problemen med att lägga till process och effektutvärdering av nano-TiO2 i sammansatt system. Tillämpningsforskningen av Nano-Tio2 inom många områden har inte utvecklats fullt ut, och forskningen inom vissa områden, till exempel solskyddsmedelskosmetika, måste fortfarande fördjupas. Till att fördröja tillämpad teknikforskning, Kinas Nano-Tio2 _ 2-produkter kan inte bilda seriemärken för att uppfylla de speciella kraven inom olika områden.
② Ytbehandlingstekniken för nano-TiO2 behöver ytterligare studier
Ytbehandling inkluderar oorganisk ytbehandling och organisk ytbehandling. Ytbehandlingsteknologi består av ytbehandlingsmedelformel, ytbehandlingsteknologi och ytbehandlingsutrustning.
5. Avslutande kommentarer
Transparensen, ultraviolett skärmningsprestanda, spridbarhet och ljusmotstånd för nano-Tio2 i solskyddsmedelskosmetika är viktiga tekniska index för att bedöma dess kvalitet, och syntesprocessen och ytbehandlingsmetoden för Nano-Tio2 är nyckeln till att bestämma dessa tekniska index.
Posttid: JUL-04-2022