ננו -טכנולוגיה וננו -חומרים: ננומטר טיטניום דו חמצני בקוסמטיקה של קרם הגנה

ננו -טכנולוגיה וננו -חומרים: ננומטר טיטניום דו חמצני בקוסמטיקה של קרם הגנה

ציטוט מילים

כ -5% מהקרניים המקרנות על ידי השמש יש קרניים אולטרה סגולות באורך גל ≤400 ננומטר. ניתן לחלק קרני אולטרה סגול באור השמש ל: קרני אולטרה סגול ארוכות-גל עם אורך גל של 320 ננומטר ~ 400 ננומטר, הנקראים קרני אולטרה סגול מסוג A (UVA); קרני אולטרה סגול בינוניות עם אורך גל של 290 ננומטר עד 320 ננומטר נקראות קרני אולטרה סגול מסוג B (UVB) וקרניים אולטרה סגולות עם גל קצר עם אורך גל של 200 ננומטר עד 290 ננומטר נקראים קרזי אולטרה-ויולט מסוג C.

בשל אורך הגל הקצר והאנרגיה הגבוהה שלה, לקרני אולטרה סגול יש כוח הרסני רב, מה שעלול לפגוע בעורם של אנשים, לגרום לדלקת או לכוויות שמש, ולייצר ברצינות סרטן עור. UVB הוא הגורם העיקרי הגורם לדלקת בעור וכוויות שמש.

1. העיקרון של קרניים אולטרה סגולות עם ננו TiO2

Tio _ 2 הוא מוליך למחצה מסוג N. צורת הקריסטל של ננו-טיו _ 2 המשמשת בקוסמטיקה של קרם הגנה היא בדרך כלל רוטילית, ורוחב הלהקה האסור שלו הוא 3.0 eV כאשר קרני UV באורך גל פחות מ- 400 ננומטר טיו _ 2, אלקטרונים על פס הערך יכולים לספוג את ה- UV ולהיות נרגשים לניבוי, וזוגות האלקטרון של ה- UV. עם גודל חלקיקים קטן ושברים רבים, הדבר מגדיל מאוד את ההסתברות לחסום או ליירט קרניים אולטרה סגולות.

2. מאפייני ננו-TiO2 בקוסמטיקה של קרם הגנה

2.1

יעילות מיגון UV גבוהה

יכולת ההגנה האולטרה סגולה של קוסמטיקה של קרם הגנה באה לידי ביטוי על ידי גורם הגנת השמש (ערך SPF), וככל שערך ה- SPF גבוה יותר, כך אפקט קרם הגנה גבוה יותר. היחס בין האנרגיה הנדרשת לייצור האריתמה הנמוכה ביותר שניתן לגילוי לעור המצופה במוצרי קרם הגנה לאנרגיה הנדרשת לייצור אריתמה באותה מידה לעור ללא מוצרי קרם הגנה.

כאשר Nano-TiO2 סופג ומפזר קרניים אולטרה סגולות, זה נחשב למסנן הגנה הפיזי האידיאלי ביותר בבית ומחוצה לה. באופן כללי, היכולת של Nano-TiO2 להגן על UVB היא פי 3-4 מזה של ננו-זנו.

2.2

טווח גודל חלקיקים מתאים

יכולת המגן האולטרה סגול של ננו-TiO2 נקבעת על ידי יכולת הספיגה ויכולת הפיזור שלה. ככל שגודל החלקיקים המקורי של ננו-TiO2 קטן יותר, כך יכולת הספיגה האולטרה סגולה חזקה יותר. על פי חוק פיזור האור של ריילי, יש גודל חלקיקים מקורי אופטימלי ליכולת הפיזור המרבית של ננו-TiO2 לקרני אולטרה סגול באורכי גל שונים. ניסויים מראים גם שככל שאורך הגל של קרניים אולטרה סגולות ארוכות יותר, יכולת המגן של ננו-TiO 2 תלויה יותר ביכולת הפיזור שלה; ככל שאורך הגל קצר יותר, כך המגן שלו תלוי ביכולת הקליטה שלו.

2.3

פיזור ושקיפות מצוינים

גודל החלקיקים המקורי של Nano-TiO2 הוא מתחת ל 100 ננומטר, הרבה פחות מאורך הגל של האור הנראה לעין. תיאורטית, Nano-TiO2 יכול להעביר אור גלוי כאשר הוא מפוזר לחלוטין, כך שהוא שקוף. בגלל השקיפות של Nano-TiO2, הוא לא יכסה את העור כשהוא מוסיף לקוסמטיקה של קרם הגנה. לכן הוא יכול להראות יופי עור טבעי. הטרנספראנס הוא אחד האינדקסים החשובים של ננו-TiO2 בקוסמטיקה של קרם הגנה. למעשה, Nano-TiO 2 הוא שקוף אך לא שקוף לחלוטין בקוסמטיקה של קרם הגנה, מכיוון שלננו-TiO2 יש חלקיקים קטנים, שטח פנים ספציפי גדול ואנרגיה פני השטח הגבוהה במיוחד, וקל ליצור אגרגטים, ובכך משפיע על הפירוק והשקיפות של המוצרים.

2.4

התנגדות מזג אוויר טובה

Nano-TiO 2 לקוסמטיקה של קרם הגנה דורש התנגדות מסוימת במזג האוויר (במיוחד התנגדות קלה). מכיוון שלננו-TiO2 יש חלקיקים קטנים ופעילות גבוהה, הוא ייצר זוגות חור אלקטרונים לאחר ספיגת קרניים אולטרה סגולות, וכמה זוגות חור אלקטרונים יעברו אל פני השטח, וכתוצאה מכך חמצן אטומי רדיקלים הידרוקסיליים של המים של המים של המים. לפיכך, חייבות להיות מצופות שכבות בידוד שקופות אחת או יותר, כמו סיליקה, אלומינה וזירקוניה, על פני השטח של ננו-TiO2 כדי לעכב את פעילותו הפוטוכימית.

3. סוגים ומגמות פיתוח של Nano-TiO2

3.1

אבקת ננו-TIO2

מוצרי Nano-TiO2 נמכרים בצורה של אבקה מוצקה, שניתן לחלק לאבקה הידרופילית ואבקה ליפופילית בהתאם לתכונות השטח של Nano-TiO2. אבקה הידרופילית משמשת בקוסמטיקה על בסיס מים, ואילו אבקה ליפופילית משמשת בקוסמטיקה על בסיס שמן. אבקות הידרופיליות מתקבלות בדרך כלל על ידי טיפול פני השטח האורגני. רוב אבקות הננו-TiO2 הזרות הללו עברו טיפול מיוחד על פני השטח בהתאם לשדות היישום שלהם.

3.2

צבע עור ננו TiO2

מכיוון שחלקיקי Nano-TiO2 עדינים וקלים לפיזור אור כחול עם אורך גל קצר יותר באור גלוי, כאשר הם מתווספים לקוסמטיקה של קרם הגנה, העור יראה גוון כחול ונראה לא בריא. על מנת להתאים לצבע העור, לעתים קרובות מתווספים פיגמנטים אדומים כמו תחמוצת ברזל לנוסחאות קוסמטיות בשלב המוקדם. עם זאת, בשל ההבדל בצפיפות וברטיבות בין ננו-TiO2 _ 2 ותחמוצת ברזל, לעתים קרובות מתרחשים צבעים צפים.

4. מצב ייצור של NANO-TIO2 בסין

המחקר בקנה מידה קטן על NANO-TIO2 _ 2 בסין פעיל מאוד, ורמת המחקר התיאורטית הגיעה לרמה המתקדמת בעולם, אך המחקר וההנדסה המיושמים הם יחסית לאחור, ולא ניתן להפוך תוצאות מחקריות רבות למוצרים תעשייתיים. הייצור התעשייתי של Nano-TiO2 בסין החל בשנת 1997, יותר מעשר שנים מאוחר יותר מיפן.

ישנן שתי סיבות המגבילות את האיכות והתחרותיות בשוק של מוצרי NANO-TIO2 בסין:

Research מחקר טכנולוגי יישומי מפגר מאחור

מחקר טכנולוגיית היישומים צריך לפתור את הבעיות של הוספת הערכת תהליך ואפקט של NANO-TIO2 במערכת מורכבת. מחקר היישומים של Nano-TiO2 בתחומים רבים לא פותח במלואו, והמחקר בתחומים מסוימים, כמו קוסמטיקה של קרם הגנה, עדיין צריך להעמיק. למוצרי הפיגור של מחקר טכנולוגי יישומי, מוצרי Nano-TiO2 _ 2 של סין אינם יכולים להקים מותגים סדרתיים כדי לעמוד בדרישות המיוחדות של שדדים שונים.

Technology טכנולוגיית הטיפול בשטח של Nano-TiO2 זקוקה למחקר נוסף

טיפול פני השטח כולל טיפול פנימי אורגני וטיפול בשטח אורגני. טכנולוגיית הטיפול במשטח מורכבת מנוסחה של חומר טיפול פני השטח, טכנולוגיית טיפול פני השטח וציוד לטיפול פני השטח.

5. הערות מסקנות

השקיפות, ביצועי מיגון אולטרה סגול, פיזור ועמידות אור של ננו-TiO2 בקוסמטיקה של קרם הגנה הם אינדקסים טכניים חשובים לשפוט את איכותו, ושיטת הסינתזה ושיטת הטיפול בשטח של NANO-TIO2 הם המפתח לקביעת אינדקסים טכניים אלה.