Nanotechnologie und Nanomaterialien: Nanometer -Titandioxid in Sonnenschutzkosmetik
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Etwa 5% der von der Sonne ausgestrahlten Strahlen haben ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von ≤ 400 nm. Ultraviolette Strahlen im Sonnenlicht können unterteilt werden in: Langwellen-Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 320 nm ~ 400 nm, als A-Typ-Ultraviolette Strahlen (UVA) bezeichnet; Medium-Wellen-Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von 290 nm bis 320 nm werden als Ultraviolettstrahlen vom Typ B-Typ (UVB) bezeichnet, und Ultraviolettstrahlen mit kurzer Wellen mit einer Wellenlänge von 200 nm bis 290 nm werden als ulviolette C-Typ-Strahlen bezeichnet.
Aufgrund seiner kurzen Wellenlänge und seiner hohen Energie haben ultraviolette Strahlen eine große zerstörerische Kraft, die die Haut der Menschen schädigen, Entzündungen oder Sonnenbrand verursachen und ernsthaft Hautkrebs produzieren kann. UVB ist der Hauptfaktor, der Hautentzündungen und Sonnenbrand verursacht.
1. Das Prinzip der Abschirmung von ultravioletten Strahlen mit Nano TiO2
TiO _ 2 ist ein N-Typ-Halbleiter. Die Kristallform von Nano-Tio _ 2, die in Sonnenschutzkosmetik verwendet wird, ist im Allgemeinen rutil, und die verbotene Bandbreite beträgt 3,0 eV, wenn UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von weniger als 400 nm bestrahlt werden, tio _ 2, Elektronen am Valenzband können UV-Strahlen angeregt und auf das Leitungsband angeregt werden, und das Elektronen-Hole-Paar. Bei kleinen Partikelgröße und zahlreichen Brüchen erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, ultraviolette Strahlen zu blockieren oder abzufangen, erheblich.
2. Eigenschaften von Nano-Tio2 in Sonnenschutzkosmetik
2.1
Hohe UV -Abschirmungseffizienz
Die ultraviolette Abschirmfähigkeit von Sonnenschutzkosmetika wird durch den Sonnenschutzfaktor (SPF -Wert) ausgedrückt und je höher der SPF -Wert ist, desto besser ist der Sonnenschutz -Effekt. Das Verhältnis der Energie, die erforderlich ist, um das niedrigste nachweisbare Erythem für Haut mit Sonnenschutzmitteln zu erzeugen, bis die Energie, die zur Herstellung von Erythemen des gleichen Grades für Haut ohne Sonnenschutzmittel erforderlich ist, erforderlich ist.
Da Nano-Tio2 ultraviolette Strahlen absorbiert und streut, wird es als das idealste physische Sonnenschutz im In- und Ausland angesehen. Im Allgemeinen beträgt die Fähigkeit von Nano-Tio2, UVB zu schützen, 3-4-mal so hoch wie Nano-Zno.
2.2
Geeigneter Partikelgrößenbereich
Die ultraviolette Abschirmfähigkeit von Nano-Tio2 wird durch seine Absorptionsfähigkeit und Streufähigkeit bestimmt. Je kleiner die ursprüngliche Partikelgröße von Nano-Tio2, desto stärker die ultraviolette Absorptionsfähigkeit. Laut Rayleighs Light-Streuungsgesetz gibt es eine optimale ursprüngliche Partikelgröße für die maximale Streufähigkeit von Nano-Tio2 bis Ultraviolettstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Experimente zeigen auch, dass die Abschirmfähigkeit von Nano-Tio 2 mehr von seiner Streukraft abhängt, je länger die Wellenlänge von ultravioletten Strahlen ist. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto mehr hängt seine Abschirmung von seiner Absorptionsfähigkeit ab.
2.3
Ausgezeichnete Dispergierbarkeit und Transparenz
Die ursprüngliche Partikelgröße von Nano-Tio2 liegt unter 100 nm, weit weniger als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Theoretisch kann Nano-Tio2 sichtbares Licht übertragen, wenn es vollständig verteilt ist, so dass es transparent ist. Aufgrund der Transparenz von Nano-TiO2 wird die Haut nicht in Sonnenschutzkosmetika hinzugefügt. Daher kann es natürliche Haut Schönheit zeigen. Transparenz ist einer der wichtigsten Indizes von Nano-Tio2 in Sonnenschutzkosmetika. Tatsächlich ist Nano-Tio 2 in Sonnenschutzkosmetik transparent, aber nicht vollständig transparent, da Nano-Tio2 kleine Partikel, große spezifische Oberfläche und extrem hohe Oberflächenenergie aufweist und leicht Aggregate bildet und so die Dispergierbarkeit und Transparenz von Produkten beeinflusst.
2.4
Guter Wetterwiderstand
Nano-Tio 2 für Sonnenschutzkosmetika erfordert einen bestimmten Wetterbeständigkeit (insbesondere Lichtbeständigkeit). Da Nano-TiO2 kleine Partikel und hohe Aktivität aufweist, erzeugt es nach Absorption von Ultraviolettstrahlen Elektronenlochpaare, und einige Elektronenlochpaare wandern zu der Oberfläche, was zu atomarem Sauerstoff und Hydroxylradikalen führt, die auf der Oberfläche von Nano-Tio2, die eine starke Oxidationsfähigkeit aufweisen. Daher müssen eine oder mehrere transparente Isolationsschichten wie Kieselsäure, Aluminiumoxid und Zirkonia auf der Oberfläche von Nano-Tio2 beschichtet werden, um seine photochemische Aktivität zu hemmen.
3. Typen und Entwicklungstrends von Nano-Tio2
3.1
Nano-Tio2-Pulver
Die Nano-Tio2-Produkte werden in Form von festem Pulver verkauft, das gemäß den Oberflächeneigenschaften von Nano-Tio2 in hydrophiles Pulver und lipophiles Pulver unterteilt werden kann. Hydrophiles Pulver wird in Kosmetika auf Wasserbasis verwendet, während lipophiles Pulver in Kosmetika auf Ölbasis verwendet wird. Hydrophile Pulver werden im Allgemeinen durch eine anorganische Oberflächenbehandlung erhalten. Die meisten dieser fremden Nano-Tio2-Pulver wurden gemäß ihren Anwendungsfeldern eine spezielle Oberflächenbehandlung unterzogen.
3.2
Hautfarbe Nano TiO2
Da Nano-Tio2-Partikel fein und leicht zu verstreuen sind, blaues Licht mit einer kürzeren Wellenlänge in sichtbarem Licht, wenn die Haut in Sonnenschutzkosmetik hinzugefügt wird, zeigt die Haut blauen Ton und sieht ungesund aus. Um die Hautfarbe anzupassen, werden rote Pigmente wie Eisenoxid im frühen Stadium häufig zu kosmetischen Formeln zugesetzt. Aufgrund des Unterschieds in der Dichte und der Benetzbarkeit zwischen Nano-Tio2 _ 2 und Eisenoxid treten häufig schwimmende Farben auf.
4. Produktionsstatus von Nano-Tio2 in China
Kleine Forschungen zu Nano-Tio2 _ 2 in China sind sehr aktiv, und das theoretische Forschungsniveau hat das weltweite Fortgeschrittenen erreicht, aber die angewandte Forschung und technische Forschung sind relativ rückständig, und viele Forschungsergebnisse können nicht in Industrieprodukte umgewandelt werden. Die industrielle Produktion von Nano-Tio2 in China begann 1997, mehr als 10 Jahre später als Japan.
Es gibt zwei Gründe, die die Qualität und die Marktwettbewerbsfähigkeit von Nano-Tio2-Produkten in China einschränken:
① Die angewandte Technologieforschungsforschung bleibt hinterher zurück
Die Anwendungstechnologieforschung muss die Probleme beim Hinzufügen von Prozess- und Auswirkungen der Bewertung von Nano-TiO2 im zusammengesetzten System lösen. Die Anwendungsforschung von Nano-TiO2 in vielen Bereichen wurde nicht vollständig entwickelt, und die Forschung in einigen Bereichen wie Sonnenschutzkosmetik muss noch vertieft werden. Die Verzögerung der angewandten Technologieforschung, Chinas Nano-Tio2-Produkte, können keine Serienmarken bilden, um die besonderen Anforderungen verschiedener Fields zu erfüllen.
② Die Oberflächenbehandlungstechnologie von Nano-Tio2 muss weiter untersucht werden
Die Oberflächenbehandlung umfasst eine anorganische Oberflächenbehandlung und die organische Oberflächenbehandlung. Die Oberflächenbehandlungstechnologie besteht aus der Formel zur Oberflächenbehandlung, der Oberflächenbehandlungstechnologie und der Oberflächenbehandlungsgeräte.
5. Schließende Bemerkungen
Die Transparenz, die Leistung von Ultravioletten, Dispergierbarkeit und Lichtbeständigkeit von Nano-TiO2 in Sonnenschutzkosmetika sind wichtige technische Indizes, um ihre Qualität zu beurteilen, und die Syntheseprozess- und Oberflächenbehandlungsmethode von Nano-TiO2 sind der Schlüssel zur Bestimmung dieser technischen Indexe.
Postzeit: Jul-04-2022