Nanoteknoloġija u Nanomaterjali: Dijossidu tat-Titanju Nanometru fil-Kożmetiċi għall-Ħarsien mix-Xemx

Nanoteknoloġija u Nanomaterjali: Dijossidu tat-Titanju Nanometru fil-Kożmetiċi għall-Ħarsien mix-Xemx

Kliem ta' kwotazzjoni

Madwar 5% tar-raġġi rradjati mix-xemx għandhom raġġi ultravjola b'tul ta' mewġa ≤400 nm. Ir-raġġi ultravjola fid-dawl tax-xemx jistgħu jinqasmu fi: raġġi ultravjola ta' mewġa twila b'tul ta' mewġa ta' 320 nm ~ 400 nm, imsejħa raġġi ultravjola tat-tip A (UVA); Raġġi ultravjola ta' mewġa medja b'tul ta' mewġa ta' 290 nm sa 320 nm jissejħu raġġi ultravjola tat-tip B (UVB) u raġġi ultravjola ta' mewġa qasira b'tul ta' mewġa ta' 200 nm sa 290 nm jissejħu raġġi ultravjola tat-tip C.

Minħabba t-tul ta' mewġa qasir u l-enerġija għolja tagħhom, ir-raġġi ultravjola għandhom qawwa distruttiva kbira, li jistgħu jagħmlu ħsara lill-ġilda tan-nies, jikkawżaw infjammazzjoni jew ħruq mix-xemx, u jipproduċu serjament kanċer tal-ġilda. L-UVB huwa l-fattur ewlieni li jikkawża infjammazzjoni tal-ġilda u ħruq mix-xemx.

1. il-prinċipju tal-protezzjoni mir-raġġi ultravjola bin-nano TiO2

TiO2 huwa semikonduttur tat-tip N. Il-forma kristallina tan-nano-TiO2 użata fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx ġeneralment hija rutile, u l-wisa' tal-medda pprojbita tagħha hija 3.0 eV. Meta r-raġġi UV b'tul ta' mewġa inqas minn 400nm jirradjaw TiO2, l-elettroni fuq il-medda ta' valenza jistgħu jassorbu r-raġġi UV u jiġu eċċitati għall-medda ta' konduzzjoni, u pari ta' elettroni-toqob jiġu ġġenerati fl-istess ħin, għalhekk TiO2 għandu l-funzjoni li jassorbi r-raġġi UV. B'daqs żgħir tal-partiċelli u frazzjonijiet numerużi, dan iżid ħafna l-probabbiltà li jimblokka jew jinterċetta r-raġġi ultravjola.

2. Karatteristiċi tan-nano-TiO2 fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx

2.1

Effiċjenza għolja ta' lqugħ UV

Il-kapaċità ta' protezzjoni ultravjola tal-kożmetiċi tax-xemx hija espressa mill-fattur ta' protezzjoni mix-xemx (valur SPF), u iktar ma jkun għoli l-valur SPF, aħjar ikun l-effett tax-xemx. Il-proporzjon tal-enerġija meħtieġa biex tipproduċi l-inqas eritema li tista' tiġi skoperta għal ġilda miksija bi prodotti tax-xemx għall-enerġija meħtieġa biex tipproduċi eritema tal-istess grad għal ġilda mingħajr prodotti tax-xemx.

Peress li n-nano-TiO2 jassorbi u jxerred ir-raġġi ultravjola, huwa meqjus bħala l-aktar protezzjoni mix-xemx fiżika ideali kemm f'pajjiżna kif ukoll barra minn pajjiżna. B'mod ġenerali, il-kapaċità tan-nano-TiO2 li jipproteġi mill-UVB hija 3-4 darbiet dik tan-nano-ZnO.

2.2

Firxa xierqa tad-daqs tal-partiċelli

Il-kapaċità ta' lqugħ ultravjola tan-nano-TiO2 hija determinata mill-kapaċità ta' assorbiment u l-kapaċità ta' tifrix tiegħu. Iktar ma jkun żgħir id-daqs oriġinali tal-partiċelli tan-nano-TiO2, iktar tkun qawwija l-kapaċità ta' assorbiment ultravjola. Skont il-liġi ta' Rayleigh dwar it-tifrix tad-dawl, hemm daqs ottimali oriġinali tal-partiċelli għall-kapaċità massima ta' tifrix tan-nano-TiO2 għar-raġġi ultravjola b'tul ta' mewġ differenti. L-esperimenti juru wkoll li iktar ma jkun twil il-tul ta' mewġ tar-raġġi ultravjola, il-kapaċità ta' lqugħ tan-nano-TiO2 tiddependi aktar fuq il-kapaċità ta' tifrix tiegħu; Iktar ma jkun qasir il-tul ta' mewġ, iktar il-lqugħ tiegħu jiddependi fuq il-kapaċità ta' assorbiment tiegħu.

2.3

Dispersibilità u trasparenza eċċellenti

Id-daqs oriġinali tal-partiċelli tan-nano-TiO2 huwa taħt il-100 nm, ħafna inqas mit-tul tal-mewġa tad-dawl viżibbli. Teoretikament, in-nano-TiO2 jista' jittrażmetti d-dawl viżibbli meta jkun kompletament imxerred, għalhekk ikun trasparenti. Minħabba t-trasparenza tan-nano-TiO2, mhux se jkopri l-ġilda meta jiżdied fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx. Għalhekk, jista' juri sbuħija naturali tal-ġilda. It-trasparenza hija waħda mill-indiċi importanti tan-nano-TiO2 fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx. Fil-fatt, in-nano-TiO2 huwa trasparenti iżda mhux kompletament trasparenti fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx, għaliex in-nano-TiO2 għandu partiċelli żgħar, erja tal-wiċċ speċifika kbira u enerġija tal-wiċċ estremament għolja, u huwa faċli li jifforma aggregati, u b'hekk jaffettwa d-dispersibilità u t-trasparenza tal-prodotti.

2.4

Reżistenza tajba għat-temp

In-nano-TiO2 għall-kożmetiċi tax-xemx jeħtieġ ċerta reżistenza għat-temp (speċjalment reżistenza għad-dawl). Minħabba li n-nano-TiO2 għandu partiċelli żgħar u attività għolja, wara li jassorbi r-raġġi ultravjola jiġġenera pari ta' elettroni u toqob, u xi pari ta' elettroni u toqob jemigraw lejn il-wiċċ, li jirriżulta f'ossiġnu atomiku u radikali idrossiliċi fl-ilma assorbit fuq il-wiċċ tan-nano-TiO2, li għandu kapaċità qawwija ta' ossidazzjoni. Dan jikkawża tibdil fil-kulur tal-prodotti u riħa minħabba d-dekompożizzjoni tal-ħwawar. Għalhekk, saff wieħed jew aktar ta' iżolament trasparenti, bħal silika, alumina u żirkonja, iridu jkunu miksija fuq il-wiċċ tan-nano-TiO2 biex jinibixxu l-attività fotokimika tiegħu.

3. Tipi u xejriet ta' żvilupp tan-nano-TiO2

3.1

Trab Nano-TiO2

Il-prodotti nano-TiO2 jinbiegħu fil-forma ta’ trab solidu, li jista’ jinqasam fi trab idrofiliku u trab lipofiliku skont il-proprjetajiet tal-wiċċ tan-nano-TiO2. It-trab idrofiliku jintuża fil-kożmetiċi bbażati fuq l-ilma, filwaqt li t-trab lipofiliku jintuża fil-kożmetiċi bbażati fuq iż-żejt. It-trabijiet idrofiliċi ġeneralment jinkisbu permezz ta’ trattament inorganiku tal-wiċċ. Ħafna minn dawn it-trabijiet barranin nano-TiO2 għaddew minn trattament speċjali tal-wiċċ skont l-oqsma ta’ applikazzjoni tagħhom.

3.2

Kulur tal-ġilda nano TiO2

Minħabba li l-partiċelli nano-TiO2 huma fini u faċli biex ixerrdu d-dawl blu b'tul ta' mewġa iqsar fid-dawl viżibbli, meta jiżdiedu fil-kożmetiċi ta' protezzjoni mix-xemx, il-ġilda turi ton blu u tidher mhux tajba għas-saħħa. Sabiex jaqblu mal-kulur tal-ġilda, pigmenti ħomor bħall-ossidu tal-ħadid spiss jiżdiedu mal-formuli kożmetiċi fl-istadju bikri. Madankollu, minħabba d-differenza fid-densità u l-umdità bejn in-nano-TiO2_2 u l-ossidu tal-ħadid, spiss iseħħu kuluri li jżommu f'wiċċ l-ilma.

4. L-istatus tal-produzzjoni tan-nano-TiO2 fiċ-Ċina

Ir-riċerka fuq skala żgħira dwar in-nano-TiO2_2 fiċ-Ċina hija attiva ħafna, u l-livell ta' riċerka teoretika laħaq il-livell avvanzat fid-dinja, iżda r-riċerka applikata u r-riċerka fl-inġinerija huma relattivament lura, u ħafna riżultati tar-riċerka ma jistgħux jiġu trasformati fi prodotti industrijali. Il-produzzjoni industrijali tan-nano-TiO2 fiċ-Ċina bdiet fl-1997, aktar minn 10 snin wara l-Ġappun.

Hemm żewġ raġunijiet li jirrestrinġu l-kwalità u l-kompetittività tas-suq tal-prodotti nano-TiO2 fiċ-Ċina:

① Ir-riċerka dwar it-teknoloġija applikata għadha lura

Ir-riċerka dwar it-teknoloġija tal-applikazzjoni teħtieġ li ssolvi l-problemi taż-żieda tal-proċess u l-evalwazzjoni tal-effett tan-nano-TiO2 f'sistema komposta. Ir-riċerka dwar l-applikazzjoni tan-nano-TiO2 f'ħafna oqsma għadha ma ġietx żviluppata għalkollox, u r-riċerka f'xi oqsma, bħall-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx, għad trid tiġi approfondita. Minħabba d-dewmien fir-riċerka dwar it-teknoloġija applikata, il-prodotti nano-TiO2_2 taċ-Ċina ma jistgħux jiffurmaw marki tas-serje biex jissodisfaw ir-rekwiżiti speċjali ta' oqsma differenti.

② It-teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ tan-nano-TiO2 teħtieġ aktar studju

It-trattament tal-wiċċ jinkludi trattament tal-wiċċ inorganiku u trattament tal-wiċċ organiku. It-teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ hija magħmula minn formula ta' aġent tat-trattament tal-wiċċ, teknoloġija tat-trattament tal-wiċċ u tagħmir għat-trattament tal-wiċċ.

5. Rimarki konklużivi

It-trasparenza, il-prestazzjoni tal-ilqugħ ultravjola, id-dispersibbiltà u r-reżistenza għad-dawl tan-nano-TiO2 fil-kożmetiċi tal-protezzjoni mix-xemx huma indiċi tekniċi importanti biex tiġi ġġudikata l-kwalità tiegħu, u l-proċess tas-sintesi u l-metodu tat-trattament tal-wiċċ tan-nano-TiO2 huma ċ-ċavetta biex jiġu ddeterminati dawn l-indiċi tekniċi.