न्यानोटेक्नोलोजी र न्यानोमटेरियल्स: सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा न्यानोमिटर टाइटेनियम डाइअक्साइड

न्यानोटेक्नोलोजी र न्यानोमटेरियल्स: सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा न्यानोमिटर टाइटेनियम डाइअक्साइड

उद्धरण शब्दहरू

सूर्यबाट निस्कने लगभग ५% किरणहरूमा ४०० एनएम भन्दा बढी तरंगदैर्ध्य भएका पराबैंगनी किरणहरू हुन्छन्। सूर्यको प्रकाशमा रहेका पराबैंगनी किरणहरूलाई निम्न भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: ३२० एनएम ~ ४०० एनएम भन्दा बढी तरंगदैर्ध्य भएका लामो-तरंग पराबैंगनी किरणहरू, जसलाई ए-प्रकारको पराबैंगनी किरणहरू (UVA) भनिन्छ; २९० एनएम देखि ३२० एनएम सम्मको तरंगदैर्ध्य भएका मध्यम-तरंग पराबैंगनी किरणहरूलाई बी-प्रकारको पराबैंगनी किरणहरू (UVB) र २०० एनएम देखि २९० एनएम सम्मको तरंगदैर्ध्य भएका छोटो-तरंग पराबैंगनी किरणहरूलाई सी-प्रकारको पराबैंगनी किरणहरू भनिन्छ।

छोटो तरंगदैर्ध्य र उच्च ऊर्जाको कारण, पराबैंगनी किरणहरूमा ठूलो विनाशकारी शक्ति हुन्छ, जसले मानिसहरूको छालालाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ, सूजन वा घामले डढ्न सक्छ, र गम्भीर रूपमा छालाको क्यान्सर निम्त्याउन सक्छ। UVB छालाको सूजन र घामले डढ्ने मुख्य कारक हो।

१. न्यानो TiO2 को साथ पराबैंगनी किरणहरू जोगाउने सिद्धान्त

TiO _ 2 एक N-प्रकारको अर्धचालक हो। सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा प्रयोग हुने न्यानो-TiO _ 2 को क्रिस्टल रूप सामान्यतया रुटाइल हुन्छ, र यसको निषेधित ब्यान्ड चौडाइ 3.0 eV हुन्छ जब ४००nm भन्दा कम तरंगदैर्ध्य भएका UV किरणहरूले TiO _ 2 लाई विकिरण गर्छन्, भ्यालेन्स ब्यान्डमा रहेका इलेक्ट्रोनहरूले UV किरणहरू अवशोषित गर्न सक्छन् र चालन ब्यान्डमा उत्तेजित हुन सक्छन्, र इलेक्ट्रोन-प्वाल जोडीहरू एकै समयमा उत्पन्न हुन्छन्, त्यसैले TiO _ 2 मा UV किरणहरू अवशोषित गर्ने कार्य हुन्छ। सानो कण आकार र असंख्य अंशहरूको साथ, यसले पराबैंगनी किरणहरूलाई रोक्ने वा अवरोध गर्ने सम्भावनालाई धेरै बढाउँछ।

२. सनस्क्रिन सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा न्यानो-TiO2 को विशेषताहरू

२.१

उच्च UV संरक्षण दक्षता

सनस्क्रिन कस्मेटिक्सको पराबैंगनी संरक्षण क्षमता सूर्य सुरक्षा कारक (SPF मान) द्वारा व्यक्त गरिन्छ, र SPF मान जति उच्च हुन्छ, सनस्क्रिन प्रभाव त्यति नै राम्रो हुन्छ। सनस्क्रिन उत्पादनहरूले लेपित छालाको लागि सबैभन्दा कम पत्ता लगाउन सकिने एरिथेमा उत्पादन गर्न आवश्यक ऊर्जा र सनस्क्रिन उत्पादनहरू बिना छालाको लागि समान डिग्रीको एरिथेमा उत्पादन गर्न आवश्यक ऊर्जाको अनुपात।

नानो-TiO2 ले पराबैंगनी किरणहरू अवशोषित र छर्ने भएकोले, यसलाई स्वदेश र विदेशमा सबैभन्दा आदर्श भौतिक सनस्क्रिन मानिन्छ। सामान्यतया, नानो-TiO2 को UVB लाई ढाल्ने क्षमता नानो-ZnO भन्दा ३-४ गुणा बढी हुन्छ।

२.२

उपयुक्त कण आकार दायरा

न्यानो-TiO2 को पराबैंगनी संरक्षण क्षमता यसको अवशोषण क्षमता र छरपस्ट गर्ने क्षमता द्वारा निर्धारण गरिन्छ। न्यानो-TiO2 को मूल कण आकार जति सानो हुन्छ, पराबैंगनी अवशोषण क्षमता त्यति नै बलियो हुन्छ। प्रकाश छरपस्ट गर्ने रेलेको नियम अनुसार, विभिन्न तरंगदैर्ध्य भएका पराबैंगनी किरणहरूमा न्यानो-TiO2 को अधिकतम छरपस्ट गर्ने क्षमताको लागि एक इष्टतम मूल कण आकार हुन्छ। प्रयोगहरूले यो पनि देखाउँछन् कि पराबैंगनी किरणहरूको तरंगदैर्ध्य जति लामो हुन्छ, न्यानो-TiO 2 को सुरक्षा क्षमता यसको छरपस्ट गर्ने क्षमतामा बढी निर्भर गर्दछ; तरंगदैर्ध्य जति छोटो हुन्छ, यसको सुरक्षा यसको अवशोषण क्षमतामा त्यति नै बढी निर्भर गर्दछ।

२.३

उत्कृष्ट फैलावट र पारदर्शिता

न्यानो-TiO2 को मूल कण आकार १०० एनएम भन्दा कम छ, जुन दृश्य प्रकाशको तरंगदैर्ध्य भन्दा धेरै कम छ। सैद्धान्तिक रूपमा, न्यानो-TiO2 ले पूर्ण रूपमा फैलिएको बेला दृश्य प्रकाश प्रसारण गर्न सक्छ, त्यसैले यो पारदर्शी छ। न्यानो-TiO2 को पारदर्शिताको कारणले गर्दा, सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा थप्दा यसले छालालाई ढाक्दैन। त्यसैले, यसले प्राकृतिक छालाको सुन्दरता देखाउन सक्छ। सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा पारदर्शिता न्यानो-TiO2 को महत्त्वपूर्ण सूचकांकहरू मध्ये एक हो। वास्तवमा, न्यानो-TiO2 पारदर्शी छ तर सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा पूर्ण रूपमा पारदर्शी छैन, किनभने न्यानो-TiO2 मा साना कणहरू, ठूला विशिष्ट सतह क्षेत्रफल र अत्यन्त उच्च सतह ऊर्जा हुन्छ, र यो समुच्चय बनाउन सजिलो हुन्छ, जसले गर्दा उत्पादनहरूको फैलावट र पारदर्शितालाई असर गर्छ।

२.४

राम्रो मौसम प्रतिरोध

सनस्क्रिन कस्मेटिक्सको लागि Nano-TiO 2 लाई निश्चित मौसम प्रतिरोध (विशेष गरी प्रकाश प्रतिरोध) चाहिन्छ। किनभने nano-TiO2 मा साना कणहरू र उच्च गतिविधि हुन्छ, यसले पराबैंगनी किरणहरू अवशोषित गरेपछि इलेक्ट्रोन-प्वाल जोडीहरू उत्पन्न गर्नेछ, र केही इलेक्ट्रोन-प्वाल जोडीहरू सतहमा सर्नेछन्, जसको परिणामस्वरूप nano-TiO2 को सतहमा सोसिएको पानीमा परमाणु अक्सिजन र हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरू हुन्छन्, जसमा बलियो अक्सिडेशन क्षमता हुन्छ। यसले मसलाको विघटनको कारणले उत्पादनहरूको विकृति र गन्ध निम्त्याउनेछ। त्यसकारण, सिलिका, एल्युमिना र जिरकोनिया जस्ता एक वा बढी पारदर्शी पृथक तहहरू, यसको फोटोकेमिकल गतिविधिलाई रोक्नको लागि nano-TiO2 को सतहमा लेपित हुनुपर्छ।

३. न्यानो-TiO2 का प्रकार र विकास प्रवृत्तिहरू

३.१

नानो-TiO2 पाउडर

न्यानो-TiO2 उत्पादनहरू ठोस पाउडरको रूपमा बेचिन्छन्, जसलाई न्यानो-TiO2 को सतह गुणहरू अनुसार हाइड्रोफिलिक पाउडर र लिपोफिलिक पाउडरमा विभाजन गर्न सकिन्छ। हाइड्रोफिलिक पाउडर पानीमा आधारित सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जबकि लिपोफिलिक पाउडर तेलमा आधारित सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा प्रयोग गरिन्छ। हाइड्रोफिलिक पाउडरहरू सामान्यतया अजैविक सतह उपचारद्वारा प्राप्त गरिन्छ। यी धेरैजसो विदेशी न्यानो-TiO2 पाउडरहरूले तिनीहरूको अनुप्रयोग क्षेत्रहरू अनुसार विशेष सतह उपचार गरेका छन्।

३.२

छालाको रंग न्यानो TiO2

न्यानो-TiO2 कणहरू मसिना हुन्छन् र दृश्य प्रकाशमा छोटो तरंगदैर्ध्यको साथ नीलो प्रकाश छरपस्ट गर्न सजिलो हुन्छ, त्यसैले सनस्क्रिन कस्मेटिक्समा थप्दा, छालाले नीलो टोन देखाउनेछ र अस्वस्थ देखिनेछ। छालाको रंग मिलाउनको लागि, प्रारम्भिक चरणमा आइरन अक्साइड जस्ता रातो पिग्मेन्टहरू प्रायः कस्मेटिक सूत्रहरूमा थपिन्छन्। यद्यपि, न्यानो-TiO2 _ 2 र आइरन अक्साइड बीचको घनत्व र भिजेकोपनमा भिन्नताको कारण, फ्लोटिंग रङहरू प्रायः देखा पर्दछन्।

४. चीनमा न्यानो-TiO2 को उत्पादन स्थिति

चीनमा न्यानो-TiO2 _ 2 मा सानो स्तरको अनुसन्धान धेरै सक्रिय छ, र सैद्धान्तिक अनुसन्धान स्तर विश्व उन्नत स्तरमा पुगेको छ, तर लागू अनुसन्धान र इन्जिनियरिङ अनुसन्धान अपेक्षाकृत पछाडि छन्, र धेरै अनुसन्धान परिणामहरूलाई औद्योगिक उत्पादनहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिँदैन। चीनमा न्यानो-TiO2 को औद्योगिक उत्पादन जापान भन्दा १० वर्ष पछि १९९७ मा सुरु भयो।

चीनमा न्यानो-TiO2 उत्पादनहरूको गुणस्तर र बजार प्रतिस्पर्धात्मकतालाई सीमित गर्ने दुई कारणहरू छन्:

① एप्लाइड टेक्नोलोजी अनुसन्धान पछाडि छ

अनुप्रयोग प्रविधि अनुसन्धानले कम्पोजिट प्रणालीमा न्यानो-TiO2 को प्रक्रिया र प्रभाव मूल्याङ्कन थप्ने समस्याहरू समाधान गर्न आवश्यक छ। धेरै क्षेत्रहरूमा न्यानो-TiO2 को अनुप्रयोग अनुसन्धान पूर्ण रूपमा विकसित भएको छैन, र सनस्क्रिन कस्मेटिक्स जस्ता केही क्षेत्रहरूमा अनुसन्धानलाई अझै गहिरो बनाउन आवश्यक छ। लागू प्रविधि अनुसन्धानको ढिलाइका कारण, चीनको न्यानो-TiO2 _ 2 उत्पादनहरूले विभिन्न क्षेत्रहरूको विशेष आवश्यकताहरू पूरा गर्न सिरियल ब्रान्डहरू बनाउन सक्दैनन्।

② न्यानो-TiO2 को सतह उपचार प्रविधिको थप अध्ययन आवश्यक छ।

सतह उपचारमा अजैविक सतह उपचार र जैविक सतह उपचार समावेश छ। सतह उपचार प्रविधि सतह उपचार एजेन्ट सूत्र, सतह उपचार प्रविधि र सतह उपचार उपकरणहरू मिलेर बनेको छ।

५. समापन टिप्पणीहरू

सनस्क्रिन सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा न्यानो-TiO2 को पारदर्शिता, पराबैंगनी संरक्षण कार्यसम्पादन, फैलावट र प्रकाश प्रतिरोध यसको गुणस्तर न्याय गर्न महत्त्वपूर्ण प्राविधिक सूचकांकहरू हुन्, र न्यानो-TiO2 को संश्लेषण प्रक्रिया र सतह उपचार विधि यी प्राविधिक सूचकांकहरू निर्धारण गर्ने प्रमुख हुन्।