Nanotechnology en nanomaterialen: Nanometer titaniumdiokside yn sinneskermkosmetika
Sitaatwurden
Sawat 5% fan 'e strielen dy't troch de sinne útstrielje, hawwe ultraviolette strielen mei in golflingte ≤400 nm. Ultraviolette strielen yn sinneljocht kinne wurde ferdield yn: langweach ultraviolette strielen mei in golflingte fan 320 nm ~ 400 nm, neamd A-type ultraviolette strielen (UVA); middelweach ultraviolette strielen mei in golflingte fan 290 nm oant 320 nm wurde B-type ultraviolette strielen (UVB) neamd en koartweach ultraviolette strielen mei in golflingte fan 200 nm oant 290 nm wurde C-type ultraviolette strielen neamd.
Troch syn koarte golflingte en hege enerzjy hawwe ultraviolette strielen in grutte ferneatigjende krêft, dy't de hûd fan minsken beskeadigje kin, ûntstekking of sinnebrân feroarsaakje kin, en slim hûdkanker feroarsaakje kin. UVB is de wichtichste faktor dy't hûdûntstekking en sinnebrân feroarsaket.
1. it prinsipe fan it ôfskermjen fan ultraviolette strielen mei nano TiO2
TiO_2 is in N-type healgeleider. De kristalfoarm fan nano-TiO_2 dy't brûkt wurdt yn sinneskermkosmetika is oer it generaal rutiel, en de ferbeane bânbreedte is 3.0 eV. As UV-strielen mei in golflingte fan minder as 400 nm TiO_2 bestrale, kinne elektroanen op 'e valensbân UV-strielen absorbearje en oanstutsen wurde nei de geliedingsbân, en tagelyk wurde elektron-gatpearen generearre, sadat TiO_2 de funksje hat om UV-strielen te absorbearjen. Mei in lytse dieltsjegrutte en talleaze fraksjes fergruttet dit de kâns op it blokkearjen of ûnderskeppen fan ultraviolette strielen sterk.
2. Eigenskippen fan nano-TiO2 yn sinneskermkosmetika
2.1
Hege UV-beskermingseffisjinsje
De ultravioletbeskermingsfermogen fan sinneskermkosmetika wurdt útdrukt troch de sinnebeskermingsfaktor (SPF-wearde), en hoe heger de SPF-wearde, hoe better it sinneskermeffekt. De ferhâlding fan 'e enerzjy dy't nedich is om it leechst detektearbere erythema te produsearjen foar hûd bedekt mei sinneskermprodukten oant de enerzjy dy't nedich is om erythema fan deselde mjitte te produsearjen foar hûd sûnder sinneskermprodukten.
Omdat nano-TiO2 ultraviolette strielen absorbearret en ferspriedt, wurdt it beskôge as de meast ideale fysike sinneskerm yn binnen- en bûtenlân. Yn 't algemien is it fermogen fan nano-TiO2 om UVB te beskermjen 3-4 kear sa heech as dat fan nano-ZnO.
2.2
Geskikt dieltsjegrutteberik
De ultraviolet-ôfskermingsfermogen fan nano-TiO2 wurdt bepaald troch syn absorpsjefermogen en ferspriedingsfermogen. Hoe lytser de orizjinele dieltsjegrutte fan nano-TiO2, hoe sterker de ultraviolet-absorpsjefermogen. Neffens de wet fan Rayleigh fan ljochtfersprieding is der in optimale orizjinele dieltsjegrutte foar de maksimale ferspriedingsfermogen fan nano-TiO2 foar ultraviolette strielen mei ferskate golflingten. Eksperiminten litte ek sjen dat hoe langer de golflingte fan ultraviolette strielen, de ôfskermingsfermogen fan nano-TiO2 mear ôfhinklik is fan syn ferspriedingsfermogen; hoe koarter de golflingte, hoe mear de ôfskerming ôfhinklik is fan syn absorpsjefermogen.
2.3
Uitstekende dispersibiliteit en transparânsje
De oarspronklike dieltsjegrutte fan nano-TiO2 is ûnder 100 nm, folle minder as de golflingte fan sichtber ljocht. Teoretysk kin nano-TiO2 sichtber ljocht trochlitte as it folslein ferspraat is, sadat it transparant is. Fanwegen de transparânsje fan nano-TiO2 sil it de hûd net bedekke as it tafoege wurdt oan sinneskermkosmetika. Dêrom kin it natuerlike hûdskientme sjen litte. Transparânsje is ien fan 'e wichtige yndeksen fan nano-TiO2 yn sinneskermkosmetika. Eins is nano-TiO2 transparant, mar net folslein transparant yn sinneskermkosmetika, om't nano-TiO2 lytse dieltsjes, in grut spesifyk oerflak en ekstreem hege oerflakenerzjy hat, en it is maklik om aggregaten te foarmjen, wêrtroch't de ferspriedberens en transparânsje fan produkten beynfloede wurdt.
2.4
Goede waarsbestinding
Nano-TiO2 foar sinneskermkosmetika fereasket bepaalde waarsbestinding (benammen ljochtbestinding). Omdat nano-TiO2 lytse dieltsjes en hege aktiviteit hat, sil it nei it opnimmen fan ultraviolette strielen elektron-gatpearen generearje, en guon elektron-gatpearen sille nei it oerflak migrearje, wat resulteart yn atomêre soerstof en hydroxylradikalen yn it wetter dat op it oerflak fan nano-TiO2 adsorbearre wurdt, dat in sterke oksidaasjefermogen hat. It sil ferkleuring fan produkten en geur feroarsaakje troch ûntbining fan krûden. Dêrom moatte ien of mear transparante isolaasjelagen, lykas silika, aluminiumoxide en sirkoniumdiokside, op it oerflak fan nano-TiO2 oanbrocht wurde om syn fotogemyske aktiviteit te remmen.
3. Typen en ûntwikkelingstrends fan nano-TiO2
3.1
Nano-TiO2 poeier
De nano-TiO2-produkten wurde ferkocht yn 'e foarm fan fêst poeier, dat kin wurde ferdield yn hydrofiel poeier en lipofiel poeier neffens de oerflakeigenskippen fan nano-TiO2. Hydrofiel poeier wurdt brûkt yn kosmetyske produkten op wetterbasis, wylst lipofiel poeier wurdt brûkt yn kosmetyske produkten op oaljebasis. Hydrofiel poeier wurdt oer it algemien krigen troch anorganyske oerflakbehanneling. De measte fan dizze bûtenlânske nano-TiO2-poeiers hawwe in spesjale oerflakbehanneling ûndergien neffens har tapassingsfjilden.
3.2
Hûdskleur nano TiO2
Omdat nano-TiO2-dieltsjes fyn binne en maklik blau ljocht ferspriede kinne mei in koartere golflingte yn sichtber ljocht, sil de hûd, as se tafoege wurde oan sinneskermkosmetika, in blauwe tint sjen litte en der ûnsûn útsjen. Om de hûdskleur te passen, wurde reade pigmenten lykas izerokside faak yn 'e iere faze tafoege oan kosmetyske formules. Fanwegen it ferskil yn tichtens en wietberens tusken nano-TiO2_2 en izerokside, komme driuwende kleuren lykwols faak foar.
4. Produksjestatus fan nano-TiO2 yn Sina
Lytsskalich ûndersyk nei nano-TiO2 _ 2 yn Sina is tige aktyf, en it teoretyske ûndersyksnivo hat it wrâldwide avansearre nivo berikt, mar it tapaste ûndersyk en yngenieursûndersyk binne relatyf efterút, en in protte ûndersyksresultaten kinne net omset wurde yn yndustriële produkten. De yndustriële produksje fan nano-TiO2 yn Sina begon yn 1997, mear as 10 jier letter as yn Japan.
Der binne twa redenen dy't de kwaliteit en merkkonkurrinsjefermogen fan nano-TiO2-produkten yn Sina beheine:
① Tapaste technologyûndersyk rint efter
It ûndersyk nei tapassingstechnology moat de problemen oplosse fan it tafoegjen fan proses- en effektevaluaasje fan nano-TiO2 yn gearstalde systemen. It tapassingsûndersyk fan nano-TiO2 is yn in protte fjilden noch net folslein ûntwikkele, en it ûndersyk yn guon fjilden, lykas sinneskermkosmetika, moat noch ferdjippe wurde. Fanwegen de efterstân yn tapast technologysk ûndersyk kinne de Sineeske nano-TiO2 _2-produkten gjin seriële merken foarmje om te foldwaan oan de spesjale easken fan ferskate fjilden.
② De oerflakbehannelingstechnology fan nano-TiO2 hat fierder ûndersyk nedich
Oerflakbehanneling omfettet anorganyske oerflakbehanneling en organyske oerflakbehanneling. Oerflakbehannelingstechnology bestiet út in formule foar oerflakbehannelingsmiddels, oerflakbehannelingstechnology en oerflakbehannelingsapparatuer.
5. Konklúzje
De transparânsje, ultravioletbeskermingsprestaasjes, dispersibiliteit en ljochtresistinsje fan nano-TiO2 yn sinneskermkosmetika binne wichtige technyske yndeksen om de kwaliteit te beoardieljen, en it syntezeproses en de oerflakbehannelingsmetoade fan nano-TiO2 binne de kaai om dizze technyske yndeksen te bepalen.
Pleatsingstiid: 4 july 2022