ნანოტექნოლოგია და ნანომასალები: ნანომეტრი ტიტანის დიოქსიდი მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებში

ნანოტექნოლოგია და ნანომასალები: ნანომეტრი ტიტანის დიოქსიდი მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებში

სიტყვების ციტირება

მზის მიერ გამოსხივებული სხივების დაახლოებით 5% -ს აქვს ულტრაიისფერი სხივები ტალღის სიგრძით ≤400 ნმ. ულტრაიისფერი სხივები მზის შუქზე შეიძლება დაიყოს: გრძელი ტალღის ულტრაიისფერი სხივები ტალღის სიგრძით 320 ნმ ~ 400 ნმ, რომელსაც ეწოდება A- ტიპის ულტრაიისფერი სხივები (UVA); საშუალო ტალღის ულტრაიისფერი სხივები, რომელზეც ტალღის სიგრძეა 290 ნმ-დან 320 ნმ-მდე, ეწოდება B- ტიპის ულტრაიისფერი სხივები (UVB) და მოკლე ტალღის ულტრაიისფერი სხივები, რომლის ტალღის სიგრძე 200 ნმ-დან 290 ნმ-მდეა, უწოდებენ C- ტიპის ულტრაიისფერი სხივები.

მისი მოკლე ტალღის სიგრძისა და მაღალი ენერგიის გამო, ულტრაიისფერი სხივები აქვთ დიდი დესტრუქციული ძალა, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს ხალხის კანს, გამოიწვიოს ანთება ან მზის დამწვრობა და სერიოზულად წარმოქმნას კანის კიბო. UVB არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც იწვევს კანის ანთებას და მზის დამწვრობას.

1. ულტრაიისფერი სხივების დაცვის პრინციპი Nano TiO2– ით

Tio _ 2 არის N- ტიპის ნახევარგამტარული. მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებში გამოყენებული ნანო-ტიოს _ 2 ბროლის ფორმა ზოგადად რუტინულია, ხოლო მისი აკრძალული ზოლების სიგანე 3.0 eV, როდესაც ულტრაიისფერი სხივები ტალღის სიგრძით 400 ნმ-ზე დასხივება tio _ 2, ვალენტურ ჯგუფზე ელექტრონებს შეუძლიათ აბსორბციული uv სხივები და აღფრთოვანებული იქნებიან იმავე დროში, და ელექტრონული ხვრელიანი ნაწილები წარმოიქმნება იმავე დროში ულტრაიისფერი სხივები. მცირე ნაწილაკების ზომით და მრავალი ფრაქციებით, ეს მნიშვნელოვნად ზრდის ულტრაიისფერი სხივების ბლოკირების ან ჩაკეტვის ალბათობას.

2. Nano-TiO2- ის მახასიათებლები მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებში

2.1

ულტრაიისფერი დასხივების მაღალი ეფექტურობა

მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებების ულტრაიისფერი ფარის უნარი გამოხატულია მზისგან დაცვის ფაქტორით (SPF ღირებულება) და რაც უფრო მაღალია SPF მნიშვნელობა, მით უკეთესი იქნება მზისგან დამცავი მოქმედება. ენერგიის თანაფარდობა, რომელიც საჭიროა ყველაზე დაბალი შესამჩნევი ერითემას მზისგან დამცავი პროდუქტებით დაფარული კანისთვის, ენერგიით, რომელიც საჭიროა იმავე ხარისხის ერითემის წარმოებისთვის, მზისგან დამცავი პროდუქციის გარეშე.

როგორც Nano-TiO2 შთანთქავს და სკატებს ულტრაიისფერი სხივებით, იგი განიხილება, როგორც ყველაზე იდეალური ფიზიკური მზისგან დამცავი სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. ზოგადად, Nano-TiO2- ის UVB- ის დაცვის უნარი 3-4 ჯერ მეტია ნანო-ზნოსთვის.

2.2

შესაფერისი ნაწილაკების ზომის დიაპაზონი

Nano-TIO2- ის ულტრაიისფერი ფარის უნარი განისაზღვრება მისი შთანთქმის უნარით და გაფანტვის უნარით. რაც უფრო მცირეა ნანო-TiO2- ის ორიგინალური ნაწილაკების ზომა, მით უფრო ძლიერია ულტრაიისფერი შთანთქმის უნარი. Rayleigh- ის კანონის სინათლის გაფანტვის კანონის თანახმად, არსებობს ოპტიმალური ორიგინალური ნაწილაკების ზომა ნანო-TIO2- ის მაქსიმალური გაფანტვის უნარის ულტრაიისფერი სხივებით სხვადასხვა ტალღის სიგრძით. ექსპერიმენტები ასევე აჩვენებს, რომ რაც უფრო გრძელია ულტრაიისფერი სხივების ტალღის სიგრძე, ნანო-ტიო 2-ის ფარის უნარი უფრო მეტად დამოკიდებულია მის გაფანტვის უნარზე; რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო მეტი მისი ფარი დამოკიდებულია მისი შთანთქმის უნარზე.

2.3

შესანიშნავი დისპერსიულობა და გამჭვირვალობა

ნანო-TIO2- ის ნაწილაკების ორიგინალური ზომა 100 ნმ-ზე ნაკლებია, ხილული შუქის ტალღის სიგრძეზე ბევრად ნაკლებია. თეორიულად, Nano-TiO2- ს შეუძლია გადასცეს თვალსაჩინო შუქი, როდესაც ის მთლიანად დაარბია, ამიტომ ის გამჭვირვალეა. Nano-TiO2- ის გამჭვირვალეობის გამო, ის არ დაფარავს კანს მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებების დამატებისას. აქედან გამომდინარე, მას შეუძლია აჩვენოს ბუნებრივი კანის სილამაზე. ტრანსპორტირება არის ნანო-ტიო2-ის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ინდექსი მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებით. სინამდვილეში, Nano-Tio 2 არის გამჭვირვალე, მაგრამ არა მთლიანად გამჭვირვალე მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებით, რადგან Nano-TiO2- ს აქვს მცირე ნაწილაკები, დიდი სპეციფიკური ზედაპირი და უკიდურესად მაღალი ზედაპირული ენერგია, და ადვილია აგრეგატების შექმნა, რითაც გავლენას ახდენს პროდუქციის დისპერსიულობა და გამჭვირვალობა.

2.4

კარგი ამინდის წინააღმდეგობა

Nano-Tio 2 მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებისთვის მოითხოვს ამინდის გარკვეულ წინააღმდეგობას (განსაკუთრებით მსუბუქი წინააღმდეგობა). იმის გამო, რომ NANO-TIO2- ს აქვს მცირე ნაწილაკები და მაღალი აქტივობა, ის წარმოქმნის ელექტრონული ხვრელის წყვილებს ულტრაიისფერი სხივების შთანთქმის შემდეგ, ხოლო ელექტრონული ხვრელის ზოგიერთი წყვილი მიგრირდება ზედაპირზე, რის შედეგადაც ატომური ჟანგბადი და ჰიდროქსილის რადიკალები წყალში ადსორბაციაზეა ნანო-ტიო 2, რომელსაც აქვს ძლიერი ჟანგვის უნარი. სანელებლები. ამრიგად, ერთი ან რამდენიმე გამჭვირვალე იზოლაციის ფენა, როგორიცაა სილიკა, ალუმინა და ცირკონია, უნდა იყოს დაფარული ნანო-ტიო2 ზედაპირზე, რათა შეინარჩუნოს მისი ფოტოქიმიური მოქმედება.

3. ნანო-ტიო 2-ის ტიპები და განვითარების ტენდენციები

3.1

Nano-TiO2 ფხვნილი

NANO-TIO2 პროდუქტები იყიდება მყარი ფხვნილის სახით, რომელიც შეიძლება დაიყოს ჰიდროფილურ ფხვნილად და ლიპოფილურ ფხვნილად ნანო-TIO2 ზედაპირული თვისებების შესაბამისად. ჰიდროფილური ფხვნილი გამოიყენება წყალზე დაფუძნებულ კოსმეტიკაში, ხოლო ლიპოფილური ფხვნილი გამოიყენება ნავთობზე დაფუძნებულ კოსმეტიკაში. ჰიდროფილური ფხვნილები ზოგადად მიიღება არაორგანული ზედაპირის მკურნალობით. ამ უცხოური ნანო-TIO2 ფხვნილების უმეტესობა გაიარა სპეციალური ზედაპირული მკურნალობა მათი განაცხადის სფეროების მიხედვით.

3.2

კანის ფერი nano tio2

იმის გამო, რომ Nano-TiO2 ნაწილაკები მშვენიერია და ადვილად გაფანტული ლურჯი შუქი უფრო მოკლე ტალღის სიგრძით ხილულ შუქზე, მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებების დამატებისას, კანი აჩვენებს ლურჯ ტონს და გამოიყურება არაჯანსაღი. კანის ფერის შესატყვისად, წითელი პიგმენტები, როგორიცაა რკინის ოქსიდი, ხშირად ემატება კოსმეტიკური ფორმულები ადრეულ ეტაპზე. ამასთან, ნანო-TIO2 _ 2 და რკინის ოქსიდს შორის სიმკვრივისა და ჭუჭყის განსხვავების გამო, ხშირად ხდება მცურავი ფერები.

4. Nano-TiO2- ის წარმოების სტატუსი ჩინეთში

მცირე მასშტაბის კვლევა Nano-TiO2 _ 2-ზე ჩინეთში ძალიან აქტიურია, ხოლო თეორიული კვლევის დონემ მიაღწია მსოფლიო მოწინავე დონეს, მაგრამ გამოყენებითი კვლევები და საინჟინრო კვლევა შედარებით ჩამორჩენილია და მრავალი კვლევის შედეგი ვერ გადაიქცევა სამრეწველო პროდუქტებად. ნანო-ტიო 2-ის სამრეწველო წარმოება ჩინეთში 1997 წელს დაიწყო, 10 წელზე მეტი ხნის შემდეგ, ვიდრე იაპონია.

არსებობს ორი მიზეზი, რომლებიც ზღუდავს Nano-TiO2 პროდუქტების ხარისხსა და ბაზარზე კონკურენტუნარიანობას ჩინეთში:

① გამოყენებითი ტექნოლოგიის კვლევა ჩამორჩება

განაცხადის ტექნოლოგიის კვლევამ უნდა გადაჭრას კომპოზიციურ სისტემაში NANO-TIO2- ის პროცესისა და ეფექტის შეფასების პრობლემების გადასაჭრელად. Nano-TIO2– ის განაცხადის კვლევა ბევრ სფეროში არ არის სრულად შემუშავებული, და ზოგიერთ სფეროში ჩატარებული კვლევა, მაგალითად, მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებები, ჯერ კიდევ გაღრმავდება. გამოყენებული ტექნოლოგიის კვლევის ჩამორჩენილ მდგომარეობაშია, ჩინეთის Nano-TiO2 _ 2 პროდუქტებს არ შეუძლიათ შექმნან სერიული ბრენდები სხვადასხვა დარგის სპეციალური მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

② Nano-TIO2- ის ზედაპირული დამუშავების ტექნოლოგიას სჭირდება შემდგომი შესწავლა

ზედაპირული მკურნალობა მოიცავს არაორგანული ზედაპირის დამუშავებას და ორგანულ ზედაპირულ მკურნალობას. ზედაპირული დამუშავების ტექნოლოგია შედგება ზედაპირის დამუშავების აგენტის ფორმულის, ზედაპირის დამუშავების ტექნოლოგიისა და ზედაპირის დამუშავების მოწყობილობებისგან.

5. დასკვნითი შენიშვნები

გამჭვირვალეობა, ულტრაიისფერი ფარის შესრულება, ნანო-ტიო 2-ის მზისგან დამცავი კოსმეტიკური საშუალებებში ნანო-TIO2- ის მსუბუქი წინააღმდეგობა მნიშვნელოვანი ტექნიკური ინდექსებია, რომ განსაჯოს მისი ხარისხი, ხოლო ნანო-TIO2- ის სინთეზის პროცესი და ზედაპირული დამუშავების მეთოდი წარმოადგენს ამ ტექნიკური ინდექსების დასადგენად.