Nanotechnoleg a Nanoddeunyddiau: Titaniwm Deuocsid Nanometer mewn Colur Eli Haul
Geiriau dyfynnu
Mae tua 5% o'r pelydrau sy'n cael eu pelydru gan yr haul yn cynnwys pelydrau uwchfioled â thonfedd ≤400 nm. Gellir rhannu pelydrau uwchfioled yng ngolau'r haul yn: pelydrau uwchfioled tonfedd hir â thonfedd o 320 nm ~ 400 nm, a elwir yn belydrau uwchfioled math-A (UVA); gelwir pelydrau uwchfioled tonfedd ganolig â thonfedd o 290 nm i 320 nm yn belydrau uwchfioled math-B (UVB) a gelwir pelydrau uwchfioled tonfedd fer â thonfedd o 200 nm i 290 nm yn belydrau uwchfioled math-C.
Oherwydd ei donfedd fer a'i egni uchel, mae gan belydrau uwchfioled bŵer dinistriol mawr, a all niweidio croen pobl, achosi llid neu losg haul, ac achosi canser y croen yn ddifrifol. UVB yw'r prif ffactor sy'n achosi llid y croen a llosg haul.
1. egwyddor amddiffyn pelydrau uwchfioled gyda nano TiO2
Mae TiO_2 yn lled-ddargludydd math-N. Mae ffurf grisial nano-TiO_2 a ddefnyddir mewn colur eli haul yn gyffredinol yn rutile, a'i led band gwaharddedig yw 3.0 eV. Pan fydd pelydrau UV â thonfedd llai na 400nm yn arbelydru TiO_2, gall electronau ar y band falens amsugno pelydrau UV a chael eu cyffroi i'r band dargludiad, a chynhyrchir parau electron-twll ar yr un pryd, felly mae gan TiO_2 y swyddogaeth o amsugno pelydrau UV. Gyda maint gronynnau bach a nifer o ffracsiynau, mae hyn yn cynyddu'r tebygolrwydd o rwystro neu ryng-gipio pelydrau uwchfioled yn fawr.
2. Nodweddion nano-TiO2 mewn colur eli haul
2.1
Effeithlonrwydd cysgodi UV uchel
Mynegir gallu cysgodi uwchfioled colur eli haul gan y ffactor amddiffyn rhag yr haul (gwerth SPF), a pho uchaf yw'r gwerth SPF, y gorau yw effaith yr eli haul. Cymhareb yr egni sydd ei angen i gynhyrchu'r erythema canfyddadwy isaf ar gyfer croen wedi'i orchuddio â chynhyrchion eli haul i'r egni sydd ei angen i gynhyrchu erythema o'r un graddau ar gyfer croen heb gynhyrchion eli haul.
Gan fod nano-TiO2 yn amsugno ac yn gwasgaru pelydrau uwchfioled, fe'i hystyrir fel yr eli haul ffisegol mwyaf delfrydol gartref a thramor. Yn gyffredinol, mae gallu nano-TiO2 i gysgodi UVB 3-4 gwaith yn fwy na nano-ZnO.
2.2
Ystod maint gronynnau addas
Mae gallu cysgodi uwchfioled nano-TiO2 yn cael ei bennu gan ei allu amsugno a'i allu gwasgaru. Po leiaf yw maint gronynnau gwreiddiol nano-TiO2, y cryfaf yw'r gallu amsugno uwchfioled. Yn ôl cyfraith gwasgaru golau Rayleigh, mae maint gronynnau gwreiddiol gorau posibl ar gyfer y gallu gwasgaru mwyaf o nano-TiO2 i belydrau uwchfioled â thonfeddi gwahanol. Mae arbrofion hefyd yn dangos po hiraf yw tonfedd y pelydrau uwchfioled, y mwyaf y mae gallu cysgodi nano-TiO 2 yn dibynnu mwy ar ei allu gwasgaru; Po fyrraf yw'r donfedd, y mwyaf y mae ei gysgodi yn dibynnu ar ei allu amsugno.
2.3
Gwasgaradwyedd a thryloywder rhagorol
Mae maint gronynnau gwreiddiol nano-TiO2 yn is na 100 nm, llawer llai na thonfedd golau gweladwy. Yn ddamcaniaethol, gall nano-TiO2 drosglwyddo golau gweladwy pan fydd wedi'i wasgaru'n llwyr, felly mae'n dryloyw. Oherwydd tryloywder nano-TiO2, ni fydd yn gorchuddio'r croen pan gaiff ei ychwanegu at gosmetigau eli haul. Felly, gall ddangos harddwch croen naturiol. Mae tryloywder yn un o fynegeion pwysig nano-TiO2 mewn colur eli haul. Mewn gwirionedd, mae nano-TiO 2 yn dryloyw ond nid yn gwbl dryloyw mewn colur eli haul, oherwydd bod gan nano-TiO2 ronynnau bach, arwynebedd penodol mawr ac egni arwyneb hynod o uchel, ac mae'n hawdd ffurfio agregau, gan effeithio felly ar wasgaradwyedd a thryloywder cynhyrchion.
2.4
Gwrthiant tywydd da
Mae angen rhywfaint o wrthwynebiad tywydd ar Nano-TiO 2 ar gyfer colur eli haul (yn enwedig ymwrthedd i olau). Gan fod gan nano-TiO2 ronynnau bach a gweithgaredd uchel, bydd yn cynhyrchu parau twll electron ar ôl amsugno pelydrau uwchfioled, a bydd rhai parau twll electron yn mudo i'r wyneb, gan arwain at ocsigen atomig a radicalau hydroxyl yn y dŵr sy'n cael eu hamsugno ar wyneb nano-TiO2, sydd â gallu ocsideiddio cryf. Bydd yn achosi afliwiad cynhyrchion ac arogl oherwydd dadelfennu sbeisys. Felly, rhaid gorchuddio un neu fwy o haenau ynysu tryloyw, fel silica, alwmina a zirconia, ar wyneb nano-TiO2 i atal ei weithgaredd ffotocemegol.
3. Mathau a thueddiadau datblygu nano-TiO2
3.1
Powdr Nano-TiO2
Mae'r cynhyrchion nano-TiO2 yn cael eu gwerthu ar ffurf powdr solet, y gellir ei rannu'n bowdr hydroffilig a phowdr lipoffilig yn ôl priodweddau arwyneb nano-TiO2. Defnyddir powdr hydroffilig mewn colur sy'n seiliedig ar ddŵr, tra bod powdr lipoffilig yn cael ei ddefnyddio mewn colur sy'n seiliedig ar olew. Yn gyffredinol, ceir powdrau hydroffilig trwy driniaeth arwyneb anorganig. Mae'r rhan fwyaf o'r powdrau nano-TiO2 tramor hyn wedi cael triniaeth arwyneb arbennig yn ôl eu meysydd cymhwysiad.
3.2
Lliw croen nano TiO2
Gan fod gronynnau nano-TiO2 yn fân ac yn hawdd i wasgaru golau glas gyda thonfedd fyrrach mewn golau gweladwy, pan gânt eu hychwanegu at gosmetigau eli haul, bydd y croen yn dangos tôn las ac yn edrych yn afiach. Er mwyn cyd-fynd â lliw'r croen, mae pigmentau coch fel ocsid haearn yn aml yn cael eu hychwanegu at fformwlâu cosmetig yn y cyfnod cynnar. Fodd bynnag, oherwydd y gwahaniaeth mewn dwysedd a gwlybaniaeth rhwng nano-TiO2 _ 2 ac ocsid haearn, mae lliwiau arnofiol yn aml yn digwydd.
4. Statws cynhyrchu nano-TiO2 yn Tsieina
Mae ymchwil ar raddfa fach ar nano-TiO2 _ 2 yn Tsieina yn weithgar iawn, ac mae'r lefel ymchwil ddamcaniaethol wedi cyrraedd lefel uwch y byd, ond mae'r ymchwil gymhwysol a'r ymchwil peirianneg yn gymharol ôl-ddatblygedig, ac ni ellir trawsnewid llawer o ganlyniadau ymchwil yn gynhyrchion diwydiannol. Dechreuodd cynhyrchu diwydiannol nano-TiO2 yn Tsieina ym 1997, mwy na 10 mlynedd yn ddiweddarach na Japan.
Mae dau reswm sy'n cyfyngu ar ansawdd a chystadleurwydd cynhyrchion nano-TiO2 yn Tsieina yn y farchnad:
① Mae ymchwil technoleg gymhwysol ar ei hôl hi
Mae angen i'r ymchwil technoleg gymhwyso ddatrys problemau ychwanegu gwerthusiad proses ac effaith nano-TiO2 mewn system gyfansawdd. Nid yw ymchwil cymhwyso nano-TiO2 mewn llawer o feysydd wedi'i datblygu'n llawn, ac mae angen dyfnhau'r ymchwil mewn rhai meysydd, fel colur eli haul, o hyd. Oherwydd oedi ymchwil technoleg gymhwysol, ni all cynhyrchion nano-TiO2 _ 2 Tsieina ffurfio brandiau cyfresol i fodloni gofynion arbennig gwahanol feysydd.
② Mae angen astudio technoleg trin wyneb nano-TiO2 ymhellach
Mae triniaeth arwyneb yn cynnwys triniaeth arwyneb anorganig a thriniaeth arwyneb organig. Mae technoleg trin arwyneb yn cynnwys fformiwla asiant trin arwyneb, technoleg trin arwyneb ac offer trin arwyneb.
5. Sylwadau terfynol
Mae tryloywder, perfformiad cysgodi uwchfioled, gwasgaradwyedd a gwrthiant golau nano-TiO2 mewn colur eli haul yn fynegeion technegol pwysig i farnu ei ansawdd, a'r broses synthesis a'r dull trin wyneb o nano-TiO2 yw'r allwedd i bennu'r mynegeion technegol hyn.
Amser postio: Gorff-04-2022