Nanoteknologi og nanomaterialer: nanometer titandioxid i solcreme kosmetik

Nanoteknologi og nanomaterialer: nanometer titandioxid i solcreme kosmetik

Citatord

Cirka 5% af strålerne udstrålet af solen har ultraviolette stråler med en bølgelængde ≤400 nm. Ultraviolette stråler i sollys kan opdeles i: langbølget ultraviolette stråler med en bølgelængde på 320 nm ~ 400 nm, kaldet A-type ultraviolette stråler (UVA); Ultraviolette stråler med mellembølger med en bølgelængde på 290 nm til 320 nm kaldes Ultraviolette stråler af B-type (UVB) og kortbølge-ultraviolette stråler med en bølgelængde på 200 nm til 290 nm kaldes C-Type Ultraviolet-stråler.

På grund af sin korte bølgelængde og høje energi har ultraviolette stråler stor destruktiv kraft, som kan skade folks hud, forårsage betændelse eller solskoldning og frembringe alvorligt hudkræft. UVB er den vigtigste faktor, der forårsager hudbetændelse og solskoldning.

1. princippet om afskærmning af ultraviolette stråler med Nano TiO2

TiO _ 2 er en N-type halvleder. 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 -stråler. Med lille partikelstørrelse og adskillige fraktioner øger dette sandsynligheden for at blokere eller aflytte ultraviolette stråler i høj grad.

2. Karakteristika for Nano-TiO2 i solcreme-kosmetik

2.1

Høj UV -afskærmningseffektivitet

Den ultraviolette afskærmningsevne for solcreme -kosmetik udtrykkes af solbeskyttelsesfaktoren (SPF -værdi), og jo højere SPF -værdien, jo bedre er solcreme -effekten. Forholdet mellem den energi, der kræves for at producere det laveste detekterbare erytem til hudbelagt med solcreme -produkter til den energi, der kræves for at producere erytem i samme grad til hud uden solcreme -produkter.

Når Nano-TiO2 absorberer og spreder ultraviolette stråler, betragtes det som den mest ideelle fysiske solcreme hjemme og i udlandet. Generelt er Nano-Tios evne til at afskærme UVB 3-4 gange nano-zno.

2.2

Egnet partikelstørrelsesområde

Den ultraviolette afskærmningsevne for Nano-TiO2 bestemmes af dens absorptionsevne og spredningsevne. Jo mindre den originale partikelstørrelse af Nano-TiO2, jo stærkere er den ultraviolette absorptionsevne. I henhold til Rayleighs lov om lysspredning er der en optimal original partikelstørrelse for den maksimale spredningsevne af Nano-TiO2 til ultraviolette stråler med forskellige bølgelængder. Eksperimenter viser også, at jo længere bølgelængden af ​​ultraviolette stråler, er beskyttelsesevnen for nano-tio 2 afhænger mere af dens spredningsevne; Jo kortere bølgelængde er, jo mere afhænger dens afskærmning af dens absorptionsevne.

2.3

Fremragende spredbarhed og gennemsigtighed

Den originale partikelstørrelse af Nano-TiO2 er under 100 nm, langt mindre end bølgelængden af ​​synligt lys. Teoretisk set kan Nano-TiO2 transmittere synligt lys, når det er helt spredt, så det er gennemsigtigt. På grund af gennemsigtigheden af ​​Nano-TiO2 vil den ikke dække huden, når den tilføjes til solcreme-kosmetik. Derfor kan det vise naturlig hudskønhed.Transparency er et af de vigtige indekser for Nano-TiO2 i solcreme-kosmetik. Faktisk er Nano-Tio 2 gennemsigtig, men ikke helt gennemsigtig i solcreme-kosmetik, fordi Nano-TiO2 har små partikler, stort specifikt overfladeareal og ekstremt høj overfladeenergi, og det er let at danne aggregater, hvilket således påvirker spredning og gennemsigtighed af produkter.

2.4

God vejrbestandighed

Nano-Tio 2 til kosmetik af solcreme kræver visse vejrbestandighed (især lysmodstand). Fordi Nano-TiO2 har små partikler og høj aktivitet, vil det generere elektronhullepar efter at have absorberet ultraviolette stråler, og nogle elektronhullepar vil migrere til overfladen, hvilket resulterer i atomisk ilt og hydroxylradikaler i vandet adsorbed på overfladen af ​​nano-tio2, hvilket har stærk oxidationsevne.it vil forårsage diskoloration i produkter og lugter på grund af overfladen af ​​nano-tio2, hvilket har stærk oxidationsevne.it vil forårsage diskoloration af produkter og lugter på grund af nedgangen af ​​steg på nano-tio2, hvilket har stærk oxidationsevne.it vil forårsage diskoloration af produkter og lugter på grund af nedgangen af ​​steg af nano-tio2, hvilket har stærk oxidationsevne. Derfor skal et eller flere gennemsigtige isoleringslag, såsom silica, aluminiumoxid og zirkonia, coates på overfladen af ​​Nano-TiO2 for at hæmme dens fotokemiske aktivitet.

3. typer og udviklingstendenser for Nano-TiO2

3.1

Nano-TiO2-pulver

Nano-TiO2-produkterne sælges i form af fast pulver, som kan opdeles i hydrofilt pulver og lipofilt pulver i henhold til overfladeegenskaberne af Nano-TiO2. Hydrofilt pulver bruges i vandbaseret kosmetik, mens lipofilt pulver bruges i oliebaseret kosmetik. Hydrofile pulvere opnås generelt ved uorganisk overfladebehandling. De fleste af disse udenlandske nano-TiO2-pulvere har gennemgået særlig overfladebehandling i henhold til deres påføringsfelter.

3.2

Hudfarve nano TiO2

Fordi nano-TiO2-partikler er fine og lette at sprede blåt lys med kortere bølgelængde i synligt lys, når de tilføjes i solcreme-kosmetik, viser huden blå tone og ser usund ud. For at matche hudfarve tilsættes ofte røde pigmenter såsom jernoxid til kosmetiske formler i det tidlige stadium. På grund af forskellen i densitet og befugtbarhed mellem nano-TiO2 _ 2 og jernoxid forekommer der ofte flydende farver.

4. Produktionsstatus for Nano-TiO2 i Kina

Småskala forskning på Nano-TiO2 _ 2 i Kina er meget aktiv, og det teoretiske forskningsniveau har nået verdens avancerede niveau, men den anvendte forsknings- og tekniske forskning er relativt bagud, og mange forskningsresultater kan ikke omdannes til industrielle produkter. Den industrielle produktion af Nano-TiO2 i Kina begyndte i 1997, mere end 10 år senere end Japan.

Der er to grunde, der begrænser kvaliteten og markedets konkurrenceevne for Nano-TiO2-produkter i Kina:

① Applied Technology Research hænger bagud

Applikationsteknologiundersøgelsen skal løse problemerne med at tilføje proces og effektevaluering af Nano-TiO2 i det sammensatte system. Anvendelsesundersøgelsen af ​​Nano-TiO2 på mange områder er ikke blevet fuldt udviklet, og forskningen inden for nogle områder, såsom solcreme-kosmetik, behøver stadig at blive uddybet.

② Overfladebehandlingsteknologien fra Nano-TiO2 har brug for yderligere undersøgelse

Overfladebehandling inkluderer uorganisk overfladebehandling og organisk overfladebehandling. Overfladebehandlingsteknologi er sammensat af overfladebehandlingsmiddelformel, overfladebehandlingsteknologi og overfladebehandlingsudstyr.

5. Afsluttende bemærkninger

Gennemsigtighed, ultraviolet afskærmningsydelse, spredbarhed og lysmodstand af Nano-TiO2 i solcreme-kosmetik er vigtige tekniske indekser til at bedømme dens kvalitet, og synteseprocessen og overfladebehandlingsmetoden for Nano-TiO2 er nøglen til at bestemme disse tekniske indekser.