नैनो टेक्नोलॉजी और नैनोमैटेरियल्स: नैनोमीटर टाइटेनियम डाइऑक्साइड इन सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स

नैनो टेक्नोलॉजी और नैनोमैटेरियल्स: नैनोमीटर टाइटेनियम डाइऑक्साइड इन सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स

शब्द उद्धरण

सूर्य द्वारा विकिरणित किरणों के लगभग 5% में एक तरंग दैर्ध्य के साथ पराबैंगनी किरणें होती हैं। सूर्य के प्रकाश में पराबैंगनी किरणों को विभाजित किया जा सकता है: 320 एनएम ~ 400 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ लंबी-तरंग पराबैंगनी किरणें, जिन्हें ए-टाइप पराबैंगनी किरणें (यूवीए) कहा जाता है; 290 एनएम से 320 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ मध्यम-तरंग पराबैंगनी किरणों को बी-प्रकार पराबैंगनी किरणों (यूवीबी) और 200 एनएम से 290 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ लघु-लहर पराबैंगनी किरणों को सी-प्रकार पराबैंगनी किरण कहा जाता है।

इसकी छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा के कारण, पराबैंगनी किरणों में बहुत विनाशकारी शक्ति होती है, जो लोगों की त्वचा को नुकसान पहुंचा सकती है, सूजन या सनबर्न का कारण बन सकती है, और गंभीरता से त्वचा कैंसर का उत्पादन कर सकती है। यूवीबी मुख्य कारक है जो त्वचा की सूजन और सनबर्न का कारण बनता है।

1। नैनो TiO2 के साथ पराबैंगनी किरणों को परिरक्षण करने का सिद्धांत

Tio _ 2 एक एन-प्रकार सेमीकंडक्टर है। सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स में उपयोग किए जाने वाले नैनो-टीआईओ _ 2 का क्रिस्टल रूप आम तौर पर रूटाइल होता है, और इसकी निषिद्ध बैंड की चौड़ाई 3.0 ईवी होती है, जब यूवी किरणें 400nm से कम तरंगदैर्ध्य के साथ 400nm irradiate tio _ 2 से कम होती हैं, वैलेंस बैंड पर इलेक्ट्रॉन UV किरणों को अवशोषित कर सकते हैं और एक ही समय के लिए कंडक्शन बैंड के लिए उत्साहित हो सकते हैं। छोटे कण आकार और कई अंशों के साथ, यह पराबैंगनी किरणों को अवरुद्ध करने या इंटरसेप्ट करने की संभावना को बहुत बढ़ाता है।

2। सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स में नैनो-टीआईओ 2 की विशेषताएं

2.1

उच्च यूवी परिरक्षण दक्षता

सनस्क्रीन सौंदर्य प्रसाधनों की पराबैंगनी परिरक्षण क्षमता सूर्य संरक्षण कारक (एसपीएफ मूल्य) द्वारा व्यक्त की जाती है, और एसपीएफ मूल्य जितना अधिक होगा, सनस्क्रीन प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। सनस्क्रीन उत्पादों के लिए एक ही डिग्री के एरिथेमा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के लिए सनस्क्रीन उत्पादों के साथ लेपित त्वचा के लिए सबसे कम पता लगाने योग्य एरिथेमा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ऊर्जा का अनुपात सनस्क्रीन उत्पादों के बिना त्वचा के लिए एक ही डिग्री के एरिथेमा का उत्पादन करने के लिए।

जैसा कि नैनो-टीआईओ 2 पराबैंगनी किरणों को अवशोषित और स्कैटर करता है, इसे घर और विदेश में सबसे आदर्श शारीरिक सनस्क्रीन माना जाता है। सामान्य तौर पर, नैनो-टीआईओ 2 को यूवीबी को ढालने की क्षमता नैनो-ज़ोनो की 3-4 गुना है।

२.२

उपयुक्त कण आकार सीमा

नैनो-टीआईओ 2 की पराबैंगनी परिरक्षण क्षमता इसकी अवशोषण क्षमता और बिखरने की क्षमता से निर्धारित होती है। नैनो-टीआईओ 2 का मूल कण आकार जितना छोटा होगा, पराबैंगनी अवशोषण क्षमता उतनी ही मजबूत होगी। रैले के लाइट के बिखरने के नियम के अनुसार, विभिन्न तरंग दैर्ध्य के साथ पराबैंगनी किरणों के लिए नैनो-टीआईओ 2 की अधिकतम बिखरने की क्षमता के लिए एक इष्टतम मूल कण आकार है। प्रयोगों से यह भी पता चलता है कि पराबैंगनी किरणों की तरंग दैर्ध्य, नैनो-टीआईओ 2 की परिरक्षण क्षमता इसकी बिखरने की क्षमता पर अधिक निर्भर करती है; तरंग दैर्ध्य जितना छोटा होता है, उतना ही इसकी परिरक्षण इसकी अवशोषण क्षमता पर निर्भर करती है।

2.3

उत्कृष्ट फैलाव और पारदर्शिता

नैनो-टीआईओ 2 का मूल कण आकार 100 एनएम से नीचे है, जो दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम है। सैद्धांतिक रूप से, नैनो-टीआईओ 2 दृश्यमान प्रकाश को प्रसारित कर सकता है जब यह पूरी तरह से फैलाया जाता है, इसलिए यह पारदर्शी है। नैनो-टीआईओ 2 की पारदर्शिता के कारण, यह सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स में जोड़े जाने पर त्वचा को कवर नहीं करेगा। इसलिए, यह प्राकृतिक त्वचा की सुंदरता दिखा सकता है। ट्रांसपेरेंसी सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स में नैनो-टीआईओ 2 के महत्वपूर्ण सूचकांक में से एक है। वास्तव में, नैनो-टीआईओ 2 पारदर्शी है, लेकिन सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स में पूरी तरह से पारदर्शी नहीं है, क्योंकि नैनो-टीआईओ 2 में छोटे कण, बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र और अत्यधिक उच्च सतह ऊर्जा हैं, और यह समुच्चय बनाना आसान है, इस प्रकार उत्पादों की फैलाव और पारदर्शिता को प्रभावित करता है।

२.४

अच्छा मौसम प्रतिरोध

सनस्क्रीन कॉस्मेटिक्स के लिए नैनो-टीआईओ 2 को कुछ मौसम प्रतिरोध (विशेष रूप से प्रकाश प्रतिरोध) की आवश्यकता होती है। क्योंकि नैनो-टीआईओ 2 में छोटे कण और उच्च गतिविधि होती है, यह पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करने के बाद इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न करेगा, और कुछ इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े सतह पर माइग्रेट करेंगे, जिसके परिणामस्वरूप परमाणु ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्सिल कट्टरपंथी पानी में नैनो-टीआईओ 2 की सतह पर एडसॉइड की क्षमता है। इसलिए, एक या अधिक पारदर्शी अलगाव परतें, जैसे कि सिलिका, एल्यूमिना और जिरकोनिया, को इसकी फोटोकैमिकल गतिविधि को बाधित करने के लिए नैनो-टीआईओ 2 की सतह पर लेपित किया जाना चाहिए।

3। नैनो-टीआईओ 2 के प्रकार और विकास के रुझान

3.1

नैनो-टीआईओ 2 पाउडर

नैनो-टीआईओ 2 उत्पादों को ठोस पाउडर के रूप में बेचा जाता है, जिसे नैनो-टीआईओ 2 के सतह गुणों के अनुसार हाइड्रोफिलिक पाउडर और लिपोफिलिक पाउडर में विभाजित किया जा सकता है। हाइड्रोफिलिक पाउडर का उपयोग पानी आधारित सौंदर्य प्रसाधनों में किया जाता है, जबकि लिपोफिलिक पाउडर का उपयोग तेल-आधारित सौंदर्य प्रसाधनों में किया जाता है। हाइड्रोफिलिक पाउडर आम तौर पर अकार्बनिक सतह उपचार द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इन विदेशी नैनो-टीआईओ 2 पाउडर में से अधिकांश ने अपने आवेदन क्षेत्रों के अनुसार विशेष सतह उपचार से गुजरता है।

3.2

त्वचा का रंग नैनो Tio2

क्योंकि नैनो-टीआईओ 2 कण ठीक हैं और दिखाई देने वाली रोशनी में कम तरंग दैर्ध्य के साथ नीली रोशनी को बिखेरने के लिए आसान हैं, जब सनस्क्रीन सौंदर्य प्रसाधनों में जोड़ा जाता है, तो त्वचा नीले रंग की टोन दिखाएगी और अस्वास्थ्यकर दिखेंगी। त्वचा के रंग से मेल खाने के लिए, लोहे के ऑक्साइड जैसे लाल पिगमेंट को अक्सर प्रारंभिक चरण में कॉस्मेटिक सूत्रों में जोड़ा जाता है। हालांकि, नैनो-टीआईओ 2 _ 2 और लोहे के ऑक्साइड के बीच घनत्व और वॉटबिलिटी में अंतर के कारण, अस्थायी रंग अक्सर होते हैं।

4। चीन में नैनो-टीआईओ 2 की उत्पादन स्थिति

चीन में नैनो-टीआईओ 2 _ 2 पर छोटे पैमाने पर अनुसंधान बहुत सक्रिय है, और सैद्धांतिक अनुसंधान स्तर दुनिया के उन्नत स्तर पर पहुंच गया है, लेकिन लागू अनुसंधान और इंजीनियरिंग अनुसंधान अपेक्षाकृत पिछड़े हैं, और कई शोध परिणामों को औद्योगिक उत्पादों में नहीं बदला जा सकता है। चीन में नैनो-टीआईओ 2 का औद्योगिक उत्पादन 1997 में शुरू हुआ, जो जापान की तुलना में 10 साल से अधिक समय बाद हुआ।

दो कारण हैं जो चीन में नैनो-टीआईओ 2 उत्पादों की गुणवत्ता और बाजार प्रतिस्पर्धा को प्रतिबंधित करते हैं:

① लागू प्रौद्योगिकी अनुसंधान पिछड़ता है

अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी अनुसंधान को समग्र प्रणाली में नैनो-टीआईओ 2 के प्रक्रिया और प्रभाव मूल्यांकन को जोड़ने की समस्याओं को हल करने की आवश्यकता है। कई क्षेत्रों में नैनो-टीआईओ 2 के आवेदन अनुसंधान को पूरी तरह से विकसित नहीं किया गया है, और कुछ क्षेत्रों में अनुसंधान, जैसे कि सनस्क्रीन सौंदर्य प्रसाधनों, को अभी भी गहरा करने की आवश्यकता है। लागू प्रौद्योगिकी अनुसंधान के अंतराल के लिए, चीन के नैनो-टीआईओ 2 _ 2 उत्पाद विभिन्न क्षेत्रों की विशेष आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सीरियल ब्रांड नहीं बना सकते हैं।

② नैनो-टीआईओ 2 की सतह उपचार प्रौद्योगिकी को आगे के अध्ययन की आवश्यकता है

सतह के उपचार में अकार्बनिक सतह उपचार और कार्बनिक सतह उपचार शामिल हैं। सतह उपचार प्रौद्योगिकी सतह उपचार एजेंट सूत्र, सतह उपचार प्रौद्योगिकी और सतह उपचार उपकरणों से बना है।

5। टिप्पणी का समापन

सनस्क्रीन सौंदर्य प्रसाधनों में नैनो-टीआईओ 2 की पारदर्शिता, पराबैंगनी परिरक्षण प्रदर्शन, फैलाव और प्रकाश प्रतिरोध इसकी गुणवत्ता का न्याय करने के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी सूचकांक हैं, और नैनो-टीआईओ 2 की संश्लेषण प्रक्रिया और सतह उपचार विधि इन तकनीकी सूचकांक को निर्धारित करने की कुंजी है।