تقنية النانو والمواد النانوية: ثاني أكسيد التيتانيوم نانومتر في مستحضرات التجميل واقية من الشمس

تقنية النانو والمواد النانوية: ثاني أكسيد التيتانيوم نانومتر في مستحضرات التجميل واقية من الشمس

اقتبس الكلمات

حوالي 5 ٪ من الأشعة التي تشعها الشمس لها أشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي -400 نانومتر. يمكن تقسيم الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس إلى: أشعة الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة بطول موجي يبلغ 320 نانومتر ~ 400 نانومتر ، تسمى أشعة الأشعة فوق البنفسجية من النوع A (UVA) ؛ وتسمى الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة المتوسطة ذات الطول الموجي من 290 نانومتر إلى 320 نانومتر أشعة الأشعة فوق البنفسجية من النوع B (UVB) والأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة مع طول موجة من 200 نانومتر إلى 290 نانوم

نظرًا للطول الموجي القصير والطاقة العالية ، فإن الأشعة فوق البنفسجية لها قوة مدمرة كبيرة ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بشرة الناس ، وتسبب الالتهاب أو حروق الشمس ، وتنتج بسرطان الجلد بشكل خطير. UVB هو العامل الرئيسي الذي يسبب التهاب الجلد وحرق الشمس.

1. مبدأ حماية الأشعة فوق البنفسجية مع Nano TiO2

Tio _ 2 هو أشباه الموصلات من النوع N. إن الشكل البلوري لـ nano-tio _ 2 المستخدم في مستحضرات التجميل واقية من الشمس هو روتيلي عمومًا ، وعرضه الممنوع هو 3.0 فولت عندما تكون الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي أقل من 400 نانوم تشعًا بالإشعاع _ 2 ، يتم إنشاء إلكترونات على التوفيق بين الأوساط التي تم امتصاصها لأشعة UV وتكون متحمسة لفرقة التوصيل ، وتولد electron-olling في الوقت المناسب. أشعة. مع حجم الجسيمات الصغيرة والكسور العديدة ، يزيد هذا إلى حد كبير من احتمال حظر أو اعتراض الأشعة فوق البنفسجية.

2. خصائص Nano-TiO2 في مستحضرات التجميل واقية من الشمس

2.1

كفاءة التدريع عالية الأشعة فوق البنفسجية

يتم التعبير عن قدرة التدريع فوق البنفسجي لمستحضرات التجميل واقية من الشمس بواسطة عامل حماية الشمس (قيمة SPF) ، وكلما ارتفعت قيمة SPF ، كلما كان تأثير واقي الشمس أفضل. نسبة الطاقة المطلوبة لإنتاج أدنى حمامي يمكن اكتشافه للجلد المطلي بمنتجات واقية من الشمس إلى الطاقة اللازمة لإنتاج حمامي من نفس الدرجة للجلد بدون منتجات واقية من الشمس.

نظرًا لأن Nano-TiO2 يمتص ويثر أشعة الأشعة فوق البنفسجية ، فإنه يعتبر أكثر واقيًا من الشمس المادي المثالي في الداخل والخارج. بشكل عام ، فإن قدرة Nano-TiO2 على درع UVB هي 3-4 أضعاف قمة Nano-Zno.

2.2

نطاق حجم الجسيمات المناسب

يتم تحديد قدرة التدريع فوق البنفسجي لـ Nano-TiO2 من خلال قدرتها على الامتصاص وقدرة الانتثار. أصغر حجم الجسيمات الأصلي لـ Nano-TiO2 ، كلما كانت قدرة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية أقوى. وفقًا لقانون رايلي لانتثار الضوء ، هناك حجم جسيمات أصلي مثالي لأقصى قدرة على الانتثار من Nano-TiO2 إلى الأشعة فوق البنفسجية مع أطوال موجية مختلفة. تُظهر التجارب أيضًا أنه كلما طالت الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية ، تعتمد قدرة التدريع لـ Nano-Tio 2 على قدرتها على الانتثار ؛ كلما كان الطول الموجي أقصر ، كلما كان التدريع يعتمد على قدرته على الامتصاص.

2.3

تشتت وشفافية ممتازة

حجم الجسيمات الأصلي لـ Nano-TiO2 يقل عن 100 نانومتر ، وهو أقل بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي. من الناحية النظرية ، يمكن لـ Nano-TiO2 نقل الضوء المرئي عندما يتم تفريقه تمامًا ، لذلك يكون شفافًا. بسبب شفافية Nano-TiO2 ، لن يغطي الجلد عند إضافته إلى مستحضرات تجميل واقية من الشمس. لذلك ، يمكن أن تظهر جمال الجلد الطبيعي. الشفاهية هي واحدة من الفهارس المهمة لـ Nano-TiO2 في مستحضرات التجميل واقية من الشمس. في الواقع ، فإن Nano-Tio 2 شفاف ولكنه ليس شفافًا تمامًا في مستحضرات التجميل واقية من أشعة الشمس ، لأن Nano-TiO2 لها جزيئات صغيرة ومساحة سطح كبيرة وطاقة سطحية عالية للغاية ، ومن السهل تشكيل مجاميع ، مما يؤثر على تشتت وشفافية المنتجات.

2.4

مقاومة الطقس الجيدة

يتطلب Nano-Tio 2 لمستحضرات التجميل واقية من الشمس مقاومة للطقس معينة (وخاصة مقاومة الضوء). نظرًا لأن Nano-TiO2 لها جزيئات صغيرة ونشاط عالي ، فإنها ستولد أزواج ثقب الإلكترون بعد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، وسوف تهاجر بعض أزواج فتحة الإلكترون إلى السطح ، مما يؤدي إلى أكسجين ذري ، وينتفع من الراديكاليات التي تتسبب في توابلها في الماء. لذلك ، يجب أن تكون طبقات عزل شفافية أو أكثر ، مثل السيليكا والألومينا والزركونيا ، مغلفة على سطح Nano-TiO2 لتثبيط نشاطها الكيميائي الضوئي.

3. أنواع واتجاهات التطوير من Nano-TiO2

3.1

مسحوق Nano-TiO2

تُباع منتجات Nano-TiO2 في شكل مسحوق صلب ، يمكن تقسيمه إلى مسحوق ماء ومسحوق محفوظ وفقًا لخصائص السطح لـ Nano-TiO2. يستخدم مسحوق المحبة للماء في مستحضرات التجميل القائمة على الماء ، بينما يستخدم مسحوق الدهون في مستحضرات التجميل القائمة على الزيت. يتم الحصول على مساحيق ماء بشكل عام عن طريق المعالجة السطحية غير العضوية. معظم مساحيق Nano-TIO2 الأجنبية قد خضعت لعلاج خاص للسطح وفقًا لحقول التطبيق الخاصة بها.

3.2

لون البشرة Nano TiO2

نظرًا لأن جزيئات Nano-TiO2 جيدة وسهلة التشرب الضوء الأزرق بطول موجة أقصر في الضوء المرئي ، عند إضافتها إلى مستحضرات التجميل واقية من الشمس ، سيظهر الجلد نغمة زرقاء وتبدو غير صحية. من أجل مطابقة لون البشرة ، غالبًا ما تتم إضافة أصباغ حمراء مثل أكسيد الحديد إلى الصيغ التجميلية في المرحلة المبكرة. ومع ذلك ، نظرًا للاختلاف في الكثافة وقابلية التبلل بين Nano-TiO2 _ 2 وأكسيد الحديد ، غالبًا ما تحدث ألوان عائمة.

4. حالة إنتاج Nano-TiO2 في الصين

إن الأبحاث على نطاق صغير حول Nano-TiO2 _ 2 في الصين نشط للغاية ، وقد وصل مستوى البحث النظري إلى المستوى المتقدم للعالم ، ولكن البحوث التطبيقية والهندسية متخلفة نسبيًا ، ولا يمكن تحويل العديد من نتائج البحث إلى منتجات صناعية. بدأ الإنتاج الصناعي لـ Nano-TiO2 في الصين في عام 1997 ، بعد أكثر من 10 سنوات من اليابان.

هناك سببان يقيدان الجودة والتنافسية في السوق لمنتجات Nano-TiO2 في الصين:

① تتخلف أبحاث التكنولوجيا التطبيقية

يحتاج أبحاث تكنولوجيا التطبيق إلى حل مشاكل إضافة العملية وتقييم التأثير لـ Nano-TiO2 في النظام المركب. لم يتم تطوير أبحاث تطبيق Nano-TiO2 في العديد من المجالات ، ولا يزال البحث في بعض المجالات ، مثل مستحضرات التجميل واقية من الشمس ، يجب أن يتعمق. لا يمكن أن يتم تعميقها.

② تقنية المعالجة السطحية في Nano-TiO2 تحتاج إلى مزيد من الدراسة

يشمل المعالجة السطحية المعالجة السطحية غير العضوية والمعالجة السطحية العضوية. تتألف تكنولوجيا المعالجة السطحية من صيغة عامل المعالجة السطحية ، وتكنولوجيا المعالجة السطحية ومعدات المعالجة السطحية.

5. ملاحظات ختامية

تعد الشفافية وأداء التدريع فوق البنفسجي والتشتت ومقاومة الضوء لـ Nano-TiO2 في مستحضرات التجميل واقية من أشعة الشمس فهارسًا فنية مهمة للحكم على جودتها ، وعملية التوليف وطريقة المعالجة السطحية لـ Nano-TiO2 هي المفتاح لتحديد هذه الفهارس التقنية.