Nanotecnologia e nanomateriais: dióxido de titânio de nanômetro em protetor solar cosméticos

Nanotecnologia e nanomateriais: dióxido de titânio de nanômetro em protetor solar cosméticos

Palavras de citação

Cerca de 5% dos raios irradiados pelo sol têm raios ultravioleta com um comprimento de onda ≤400 nm. Os raios ultravioleta na luz solar podem ser divididos em: raios ultravioleta de ondas longas com um comprimento de onda de 320 nm ~ 400 nm, chamados raios ultravioleta do tipo A (UVA); Os raios ultravioleta de onda média com um comprimento de onda de 290 nm a 320 nm são chamados raios ultravioletas do tipo B (UVB) e raios ultravioleta de onda curta com um comprimento de onda de 200 nm a 290 nm são chamados de raios ultrviolet de c-tipo C-

Devido ao seu comprimento de onda curto e alta energia, os raios ultravioleta têm grande poder destrutivo, o que pode danificar a pele das pessoas, causar inflamação ou queimadura solar e produzir seriamente o câncer de pele. O UVB é o principal fator que causa inflamação da pele e queimaduras solares.

1. O princípio da blindagem dos raios ultravioleta com nano -TiO2

TiO _ 2 é um semicondutor do tipo n. The crystal form of nano-TiO _ 2 used in sunscreen cosmetics is generally rutile, and its forbidden band width is 3.0 eV When UV rays with wavelength less than 400nm irradiate TiO _ 2, electrons on valence band can absorb UV rays and be excited to the conduction band, and electron-hole pairs are generated at the same time, so TiO _ 2 has the function of absorbing UV rays. Com tamanho de partícula pequeno e numerosas frações, isso aumenta muito a probabilidade de bloquear ou interceptar raios ultravioleta.

2.

2.1

Alta eficiência de blindagem UV

A capacidade de blindagem ultravioleta dos cosméticos de filtro solar é expressa pelo fator de proteção solar (valor do SPF) e quanto maior o valor do SPF, melhor o efeito do protetor solar. A proporção da energia necessária para produzir o eritema mais baixo detectável para a pele revestido com produtos de protetor solar e a energia necessária para produzir eritema do mesmo grau para a pele sem produtos solares.

Como o Nano-TIO2 absorve e espalha os raios ultravioleta, é considerado o protetor solar físico mais ideal em casa e no exterior. Em geral, a capacidade do nano-TiO2 de proteger UVB é 3-4 vezes a de nano-znO.

2.2

Faixa de tamanho de partícula adequada

A capacidade de blindagem ultravioleta do nano-TiO2 é determinada por sua capacidade de absorção e capacidade de espalhamento. Quanto menor o tamanho original de partícula de nano-TiO2, mais forte a capacidade de absorção ultravioleta. De acordo com a Lei de Espalhamento da Luz de Rayleigh, existe um tamanho ideal de partícula original para a capacidade máxima de espalhamento do nano-TiO2 a raios ultravioleta com diferentes comprimentos de onda. As experiências também mostram que, quanto maior o comprimento de onda dos raios ultravioleta, a capacidade de blindagem de Nano-TiO 2 depende mais de sua capacidade de dispersão; Quanto menor o comprimento de onda, mais a sua blindagem depende de sua capacidade de absorção.

2.3

Excelente dispersibilidade e transparência

O tamanho original das partículas de nano-TiO2 está abaixo de 100 nm, muito menor que o comprimento de onda da luz visível. Teoricamente, o Nano-TIO2 pode transmitir luz visível quando está completamente dispersa, por isso é transparente. Devido à transparência do Nano-TiO2, ele não cobrirá a pele quando adicionado ao protetor solar cosméticos. Portanto, pode mostrar beleza natural da pele. A transparência é um dos índices importantes de nano-TiO2 em cosméticos de protetor solar. De fato, o nano-TIO 2 é transparente, mas não completamente transparente nos cosméticos do protetor solar, porque o Nano-TiO2 possui pequenas partículas, grande área superficial específica e energia superficial extremamente alta e é fácil formar agregados, afetando assim a dispersibilidade e a transparência dos produtos.

2.4

Boa resistência ao tempo

O Nano-Tio 2 para o protetor solar cosméticos requer certa resistência climática (especialmente resistência à luz). Como o nano-tio2 possui pequenas partículas e alta atividade, ele gerará pares de elétrons após a absorção de raios ultravioleta, e alguns pares de elétrons migram para a superfície, resultando em oxigênio atômico e hidroxil radicais. Portanto, uma ou mais camadas de isolamento transparentes, como sílica, alumina e zircônia, devem ser revestidas na superfície de nano-TiO2 para inibir sua atividade fotoquímica.

3. Tipos e tendências de desenvolvimento de nano-tio2

3.1

Pó de nano-tio2

Os produtos Nano-TiO2 são vendidos na forma de pó sólido, que pode ser dividido em pó hidrofílico e pó lipofílico de acordo com as propriedades da superfície do nano-TiO2. O pó hidrofílico é usado em cosméticos à base de água, enquanto o pó lipofílico é usado em cosméticos à base de óleo. Os pós hidrofílicos são geralmente obtidos por tratamento de superfície inorgânico. A maioria desses pós de nano-TiO2 estrangeira passou por tratamento de superfície especial de acordo com seus campos de aplicação.

3.2

Nano de cor da pele TiO2

Como as partículas de nano-TiO2 são finas e fáceis de dispersar a luz azul com comprimento de onda mais curto em luz visível, quando adicionada ao protetor solar cosméticos, a pele mostrará tom azul e parecerá prejudicial. Para combinar com a cor da pele, pigmentos vermelhos, como óxido de ferro, geralmente são adicionados às fórmulas cosméticas no estágio inicial. No entanto, devido à diferença de densidade e molhabilidade entre nano-TiO2 _ 2 e óxido de ferro, as cores flutuantes geralmente ocorrem.

4. Status de produção de nano-tio2 na China

A pesquisa em pequena escala sobre nano-TiO2 _ 2 na China é muito ativa, e o nível de pesquisa teórico atingiu o nível avançado mundial, mas a pesquisa aplicada e a pesquisa em engenharia é relativamente atrasada e muitos resultados da pesquisa não podem ser transformados em produtos industriais. A produção industrial de Nano-TiO2 na China começou em 1997, mais de 10 anos depois do Japão.

Há duas razões pelas quais restringem a qualidade e a competitividade do mercado dos produtos Nano-TiO2 na China:

① A pesquisa de tecnologia aplicada fica para trás

A pesquisa de tecnologia de aplicativos precisa resolver os problemas de adicionar avaliação de processos e efeitos de nano-TiO2 no sistema composto. A pesquisa de aplicação do Nano-TiO2 em muitos campos não foi totalmente desenvolvida, e a pesquisa em alguns campos, como os cosméticos do protetor solar, ainda precisa ser aprofundado.

Technology A tecnologia de tratamento de superfície do Nano-TiO2 precisa de mais estudos

O tratamento de superfície inclui tratamento de superfície inorgânico e tratamento de superfície orgânica. A tecnologia de tratamento de superfície é composta por fórmula do agente de tratamento de superfície, tecnologia de tratamento de superfície e equipamento de tratamento de superfície.

5. Comentários finais

A transparência, o desempenho de blindagem ultravioleta, a dispersibilidade e a resistência à luz de nano-TiO2 nos cosméticos do protetor solar são importantes índices técnicos para julgar sua qualidade, e o processo de síntese e o método de tratamento de superfície do nano-TiO2 são a chave para determinar esses índices técnicos.