Công nghệ nano và vật liệu nano: Nanomet Titanium dioxide trong mỹ phẩm kem chống nắng
Trích dẫn các từ
Khoảng 5% của các tia được tỏa ra bởi mặt trời có tia cực tím với bước sóng ≤400nm. Các tia cực tím trong ánh sáng mặt trời có thể được chia thành: tia cực tím sóng dài với bước sóng 320nm ~ 400nm, được gọi là tia cực tím loại A (UVA); Các tia cực tím sóng trung bình với bước sóng 290nm đến 320nm được gọi là tia cực tím loại B.
Do bước sóng ngắn và năng lượng cao, tia cực tím có sức mạnh phá hủy lớn, có thể làm hỏng da của mọi người, gây viêm hoặc cháy nắng và gây ung thư da nghiêm trọng. UVB là yếu tố chính gây viêm da và cháy nắng.
1. Nguyên tắc che chắn các tia cực tím với nano tio2
TiO _ 2 là một chất bán dẫn loại N. Dạng tinh thể của nano-tio _ 2 được sử dụng trong mỹ phẩm kem chống nắng nói chung là rutile, và chiều rộng dải bị cấm của nó là 3.0 eV khi các tia UV có bước sóng nhỏ hơn 400nm chiếu xạ tio _ 2 Rays. Với kích thước hạt nhỏ và nhiều phân số, điều này làm tăng đáng kể khả năng chặn hoặc chặn các tia cực tím.
2. Đặc điểm của nano-tio2 trong mỹ phẩm kem chống nắng
2.1
Hiệu quả che chắn tia cực tím
Khả năng che chắn tia cực tím của mỹ phẩm kem chống nắng được thể hiện bằng yếu tố bảo vệ nắng (giá trị SPF) và giá trị SPF càng cao, hiệu ứng kem chống nắng càng cao. Tỷ lệ năng lượng cần thiết để tạo ra ban đỏ có thể phát hiện thấp nhất cho da được phủ các sản phẩm chống nắng với năng lượng cần thiết để tạo ra ban đỏ có cùng mức độ cho da mà không có các sản phẩm chống nắng.
Khi nano-TiO2 hấp thụ và phân tán tia cực tím, nó được coi là kem chống nắng vật lý lý tưởng nhất trong và ngoài nước. Nói chung, khả năng của nano-TiO2 để bảo vệ UVB là gấp 3-4 lần so với Nano-Zno.
2.2
Phạm vi kích thước hạt phù hợp
Khả năng che chắn tia cực tím của nano-TiO2 được xác định bởi khả năng hấp thụ và khả năng tán xạ của nó. Kích thước hạt ban đầu của nano-TiO2 càng nhỏ, khả năng hấp thụ tia cực tím càng mạnh. Theo định luật tán xạ ánh sáng của Rayleigh, có một kích thước hạt ban đầu tối ưu cho khả năng tán xạ tối đa của tia cực tím với các tia cực tím với các bước sóng khác nhau. Các thí nghiệm cũng cho thấy bước sóng của tia cực tím càng dài, khả năng che chắn của nano-tio 2 phụ thuộc nhiều hơn vào khả năng tán xạ của nó; Bước sóng càng ngắn, việc che chắn của nó càng phụ thuộc vào khả năng hấp thụ của nó.
2.3
Khả năng phân tán và minh bạch tuyệt vời
Kích thước hạt ban đầu của nano-TiO2 dưới 100nm, ít hơn nhiều so với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. Về mặt lý thuyết, nano-TiO2 có thể truyền ánh sáng nhìn thấy được khi nó được phân tán hoàn toàn, vì vậy nó là trong suốt. Do độ trong suốt của nano-TiO2, nó sẽ không bao gồm da khi được thêm vào mỹ phẩm kem chống nắng. Do đó, nó có thể cho thấy vẻ đẹp da tự nhiên. Tính minh bạch là một trong những chỉ số quan trọng của nano-TiO2 trong mỹ phẩm kem chống nắng. Trên thực tế, Nano-TiO 2 trong suốt nhưng không hoàn toàn trong suốt trong mỹ phẩm kem chống nắng, bởi vì nano-TiO2 có các hạt nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn và năng lượng bề mặt cực cao, và dễ dàng hình thành các tập hợp, do đó ảnh hưởng đến khả năng phân tán và trong suốt của các sản phẩm.
2.4
Kháng thời tiết tốt
Nano-TiO 2 cho mỹ phẩm kem chống nắng đòi hỏi một số khả năng chống thời tiết nhất định (đặc biệt là kháng ánh sáng). Do nano-TiO2 có các hạt nhỏ và hoạt động cao, nó sẽ tạo ra các cặp lỗ electron sau khi hấp thụ các tia cực tím và một số cặp lỗ electron sẽ di chuyển lên bề mặt, dẫn đến oxy nguyên tử và các gốc hydroxyl. Do đó, một hoặc nhiều lớp cách ly trong suốt, chẳng hạn như silica, alumina và zirconia, phải được phủ trên bề mặt của nano-TiO2 để ức chế hoạt động quang hóa của nó.
3. Các loại và xu hướng phát triển của nano-tio2
3.1
Bột nano-TiO2
Các sản phẩm nano-TiO2 được bán dưới dạng bột rắn, có thể được chia thành bột ưa nước và bột lipophilic theo tính chất bề mặt của nano-TiO2. Bột hydrophilic được sử dụng trong mỹ phẩm từ nước, trong khi bột lipophilic được sử dụng trong mỹ phẩm gốc dầu. Bột ưa nước thường thu được bằng cách xử lý bề mặt vô cơ. Hầu hết các loại bột nano-TiO2 nước ngoài này đã trải qua quá trình xử lý bề mặt đặc biệt theo các trường ứng dụng của họ.
3.2
Màu da nano tio2
Bởi vì các hạt nano-TiO2 rất tốt và dễ phân tán ánh sáng xanh với bước sóng ngắn hơn trong ánh sáng nhìn thấy, khi được thêm vào mỹ phẩm kem chống nắng, da sẽ hiển thị tông màu xanh và trông không lành mạnh. Để phù hợp với màu da, các sắc tố đỏ như oxit sắt thường được thêm vào các công thức mỹ phẩm trong giai đoạn đầu. Tuy nhiên, do sự khác biệt về mật độ và độ ẩm giữa nano-TiO2 _ 2 và oxit sắt, màu nổi thường xảy ra.
4. Tình trạng sản xuất của nano-tio2 ở Trung Quốc
Nghiên cứu quy mô nhỏ về Nano-TiO2 _ 2 ở Trung Quốc rất tích cực và trình độ nghiên cứu lý thuyết đã đạt đến cấp độ nâng cao thế giới, nhưng nghiên cứu ứng dụng và nghiên cứu kỹ thuật tương đối lạc hậu và nhiều kết quả nghiên cứu không thể chuyển thành các sản phẩm công nghiệp. Việc sản xuất công nghiệp của nano-TiO2 ở Trung Quốc bắt đầu vào năm 1997, muộn hơn 10 năm so với Nhật Bản.
Có hai lý do hạn chế khả năng cạnh tranh về chất lượng và thị trường của các sản phẩm Nano-TiO2 ở Trung Quốc:
Nghiên cứu công nghệ ứng dụng bị tụt lại phía sau
Nghiên cứu công nghệ ứng dụng cần giải quyết các vấn đề thêm quá trình và đánh giá hiệu quả của nano-TiO2 trong hệ thống tổng hợp. Nghiên cứu ứng dụng của Nano-TiO2 trong nhiều lĩnh vực chưa được phát triển đầy đủ và nghiên cứu trong một số lĩnh vực, như mỹ phẩm kem chống nắng, vẫn cần được đào sâu. Để làm chậm nghiên cứu công nghệ ứng dụng, các sản phẩm Nano-TiO2 _ 2 của Trung Quốc không thể hình thành các thương hiệu nối tiếp để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của các lĩnh vực khác nhau.
Công nghệ xử lý bề mặt của nano-TiO2 cần nghiên cứu thêm
Xử lý bề mặt bao gồm xử lý bề mặt vô cơ và xử lý bề mặt hữu cơ. Công nghệ xử lý bề mặt bao gồm công thức điều trị bề mặt, công nghệ xử lý bề mặt và thiết bị xử lý bề mặt.
5. Kết luận nhận xét
Tính minh bạch, hiệu suất che chắn của tia cực tím, khả năng phân tán và khả năng chống ánh sáng của nano-TiO2 trong mỹ phẩm kem chống nắng là các chỉ số kỹ thuật quan trọng để đánh giá chất lượng của nó, và quá trình tổng hợp và phương pháp xử lý bề mặt của nano-TiO2 là chìa khóa để xác định các chỉ số kỹ thuật này.
Thời gian đăng: Tháng 7-04-2022