నానోటెక్నాలజీ మరియు నానోమెటీరియల్స్: సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానోమీటర్ టైటానియం డయాక్సైడ్

నానోటెక్నాలజీ మరియు నానోమెటీరియల్స్: సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానోమీటర్ టైటానియం డయాక్సైడ్

పదాలను కోట్ చేయండి

సూర్యుడు ప్రసరించే కిరణాలలో దాదాపు 5% ≤400 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన అతినీలలోహిత కిరణాలను కలిగి ఉంటాయి. సూర్యకాంతిలోని అతినీలలోహిత కిరణాలను ఈ క్రింది విధంగా విభజించవచ్చు: 320 nm~400 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన దీర్ఘ-తరంగ అతినీలలోహిత కిరణాలు, A-రకం అతినీలలోహిత కిరణాలు (UVA); 290 nm నుండి 320 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన మధ్యస్థ-తరంగ అతినీలలోహిత కిరణాలను B-రకం అతినీలలోహిత కిరణాలు (UVB) మరియు 200 nm నుండి 290 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన స్వల్ప-తరంగ అతినీలలోహిత కిరణాలను C-రకం అతినీలలోహిత కిరణాలు అంటారు.

తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అధిక శక్తి కారణంగా, అతినీలలోహిత కిరణాలు గొప్ప విధ్వంసక శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ప్రజల చర్మాన్ని దెబ్బతీస్తాయి, మంట లేదా వడదెబ్బకు కారణమవుతాయి మరియు తీవ్రంగా చర్మ క్యాన్సర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. UVB చర్మపు మంట మరియు వడదెబ్బకు కారణమయ్యే ప్రధాన అంశం.

1. నానో TiO2 తో అతినీలలోహిత కిరణాలను రక్షించే సూత్రం

TiO _ 2 అనేది N-రకం సెమీకండక్టర్. సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో ఉపయోగించే నానో-TiO _ 2 యొక్క క్రిస్టల్ రూపం సాధారణంగా రూటిల్, మరియు దాని నిషిద్ధ బ్యాండ్ వెడల్పు 3.0 eV. 400nm కంటే తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన UV కిరణాలు TiO _ 2 ను వికిరణం చేసినప్పుడు, వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు UV కిరణాలను గ్రహించి, కండక్షన్ బ్యాండ్‌కు ఉత్తేజితమవుతాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఒకే సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, కాబట్టి TiO _ 2 UV కిరణాలను గ్రహించే పనితీరును కలిగి ఉంటుంది. చిన్న కణ పరిమాణం మరియు అనేక భిన్నాలతో, ఇది అతినీలలోహిత కిరణాలను నిరోధించే లేదా అడ్డగించే సంభావ్యతను బాగా పెంచుతుంది.

2. సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క లక్షణాలు

2.1 प्रकालिक

అధిక UV షీల్డింగ్ సామర్థ్యం

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల యొక్క అతినీలలోహిత కవచ సామర్థ్యం సూర్య రక్షణ కారకం (SPF విలువ) ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు SPF విలువ ఎక్కువగా ఉంటే, సన్‌స్క్రీన్ ప్రభావం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. సన్‌స్క్రీన్ ఉత్పత్తులతో పూత పూసిన చర్మానికి అత్యల్పంగా గుర్తించదగిన ఎరిథెమాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శక్తికి సన్‌స్క్రీన్ ఉత్పత్తులు లేని చర్మానికి అదే స్థాయిలో ఎరిథెమాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శక్తికి నిష్పత్తి.

నానో-TiO2 అతినీలలోహిత కిరణాలను గ్రహిస్తుంది మరియు వెదజల్లుతుంది కాబట్టి, ఇది స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో అత్యంత ఆదర్శవంతమైన భౌతిక సన్‌స్క్రీన్‌గా పరిగణించబడుతుంది. సాధారణంగా, UVBని రక్షించే నానో-TiO2 సామర్థ్యం నానో-ZnO కంటే 3-4 రెట్లు ఎక్కువ.

2.2 प्रविकारिका 2.2 प्रविका 2.2 प्रविक

తగిన కణ పరిమాణ పరిధి

నానో-TiO2 యొక్క అతినీలలోహిత కవచ సామర్థ్యం దాని శోషణ సామర్థ్యం మరియు వికీర్ణ సామర్థ్యం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. నానో-TiO2 యొక్క అసలు కణ పరిమాణం చిన్నగా ఉంటే, అతినీలలోహిత శోషణ సామర్థ్యం అంత బలంగా ఉంటుంది. రేలీ యొక్క కాంతి వికీర్ణ నియమం ప్రకారం, వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలు కలిగిన అతినీలలోహిత కిరణాలకు నానో-TiO2 యొక్క గరిష్ట వికీర్ణ సామర్థ్యానికి సరైన అసలు కణ పరిమాణం ఉంది. ప్రయోగాలు కూడా అతినీలలోహిత కిరణాల తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువైతే, నానో-TiO 2 యొక్క కవచ సామర్థ్యం దాని వికీర్ణ సామర్థ్యంపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుందని చూపిస్తున్నాయి; తరంగదైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉంటే, దాని కవచం దాని శోషణ సామర్థ్యంపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

2.3 प्रकालिका 2.

అద్భుతమైన వ్యాప్తి మరియు పారదర్శకత

నానో-TiO2 యొక్క అసలు కణ పరిమాణం 100 nm కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది దృశ్య కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చాలా తక్కువ. సిద్ధాంతపరంగా, నానో-TiO2 పూర్తిగా చెదరగొట్టబడినప్పుడు దృశ్య కాంతిని ప్రసారం చేయగలదు, కాబట్టి ఇది పారదర్శకంగా ఉంటుంది. నానో-TiO2 యొక్క పారదర్శకత కారణంగా, సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో జోడించినప్పుడు అది చర్మాన్ని కప్పదు. అందువల్ల, ఇది సహజ చర్మ సౌందర్యాన్ని చూపించగలదు. సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క ముఖ్యమైన సూచికలలో పారదర్శకత ఒకటి. వాస్తవానికి, సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 పారదర్శకంగా ఉంటుంది కానీ పూర్తిగా పారదర్శకంగా ఉండదు, ఎందుకంటే నానో-TiO2 చిన్న కణాలు, పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు చాలా ఎక్కువ ఉపరితల శక్తిని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇది కంకరలను ఏర్పరచడం సులభం, తద్వారా ఉత్పత్తుల వ్యాప్తి మరియు పారదర్శకతను ప్రభావితం చేస్తుంది.

2.4 प्रकाली प्रकाल�

మంచి వాతావరణ నిరోధకత

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాల కోసం నానో-TiO 2 కి నిర్దిష్ట వాతావరణ నిరోధకత (ముఖ్యంగా కాంతి నిరోధకత) అవసరం. నానో-TiO2 చిన్న కణాలు మరియు అధిక కార్యాచరణను కలిగి ఉన్నందున, ఇది అతినీలలోహిత కిరణాలను గ్రహించిన తర్వాత ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు కొన్ని ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఉపరితలానికి వలసపోతాయి, ఫలితంగా నానో-TiO2 ఉపరితలంపై శోషించబడిన నీటిలో అణు ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రాక్సిల్ రాడికల్స్ ఏర్పడతాయి, ఇది బలమైన ఆక్సీకరణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఉత్పత్తుల రంగు పాలిపోవడానికి మరియు సుగంధ ద్రవ్యాల కుళ్ళిపోవడం వల్ల వాసనకు కారణమవుతుంది. అందువల్ల, సిలికా, అల్యూమినా మరియు జిర్కోనియా వంటి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పారదర్శక ఐసోలేషన్ పొరలను దాని ఫోటోకెమికల్ కార్యకలాపాలను నిరోధించడానికి నానో-TiO2 ఉపరితలంపై పూత పూయాలి.

3. నానో-TiO2 రకాలు మరియు అభివృద్ధి ధోరణులు

3.1

నానో-TiO2 పౌడర్

నానో-TiO2 ఉత్పత్తులను ఘన పొడి రూపంలో విక్రయిస్తారు, వీటిని నానో-TiO2 యొక్క ఉపరితల లక్షణాల ప్రకారం హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్ మరియు లిపోఫిలిక్ పౌడర్‌గా విభజించవచ్చు. హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్‌ను నీటి ఆధారిత సౌందర్య సాధనాలలో ఉపయోగిస్తారు, అయితే లిపోఫిలిక్ పౌడర్‌ను నూనె ఆధారిత సౌందర్య సాధనాలలో ఉపయోగిస్తారు. హైడ్రోఫిలిక్ పౌడర్‌లను సాధారణంగా అకర్బన ఉపరితల చికిత్స ద్వారా పొందుతారు. ఈ విదేశీ నానో-TiO2 పౌడర్‌లలో ఎక్కువ భాగం వాటి అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల ప్రకారం ప్రత్యేక ఉపరితల చికిత్సకు లోనయ్యాయి.

3.2

చర్మం రంగు నానో TiO2

నానో-TiO2 కణాలు సూక్ష్మంగా ఉంటాయి మరియు కనిపించే కాంతిలో తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన నీలి కాంతిని వెదజల్లడం సులభం కాబట్టి, సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో కలిపినప్పుడు, చర్మం నీలిరంగు రంగును చూపుతుంది మరియు అనారోగ్యంగా కనిపిస్తుంది. చర్మ రంగును సరిపోల్చడానికి, ఐరన్ ఆక్సైడ్ వంటి ఎరుపు వర్ణద్రవ్యాలను తరచుగా ప్రారంభ దశలో సౌందర్య సూత్రాలకు జోడిస్తారు. అయితే, నానో-TiO2 _ 2 మరియు ఐరన్ ఆక్సైడ్ మధ్య సాంద్రత మరియు తేమలో వ్యత్యాసం కారణంగా, తేలియాడే రంగులు తరచుగా సంభవిస్తాయి.

4. చైనాలో నానో-TiO2 ఉత్పత్తి స్థితి

చైనాలో నానో-TiO2 _ 2 పై చిన్న తరహా పరిశోధన చాలా చురుగ్గా జరుగుతోంది మరియు సైద్ధాంతిక పరిశోధన స్థాయి ప్రపంచ అధునాతన స్థాయికి చేరుకుంది, కానీ అనువర్తిత పరిశోధన మరియు ఇంజనీరింగ్ పరిశోధన సాపేక్షంగా వెనుకబడి ఉంది మరియు అనేక పరిశోధన ఫలితాలను పారిశ్రామిక ఉత్పత్తులుగా మార్చలేము. చైనాలో నానో-TiO2 యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి 1997లో ప్రారంభమైంది, జపాన్ కంటే 10 సంవత్సరాల తరువాత.

చైనాలో నానో-TiO2 ఉత్పత్తుల నాణ్యత మరియు మార్కెట్ పోటీతత్వాన్ని పరిమితం చేసే రెండు కారణాలు ఉన్నాయి:

① అనువర్తిత సాంకేతిక పరిశోధన వెనుకబడి ఉంది

కాంపోజిట్ సిస్టమ్‌లో నానో-TiO2 యొక్క ప్రక్రియ మరియు ప్రభావ మూల్యాంకనాన్ని జోడించడంలో ఉన్న సమస్యలను అప్లికేషన్ టెక్నాలజీ పరిశోధన పరిష్కరించాలి. అనేక రంగాలలో నానో-TiO2 యొక్క అప్లికేషన్ పరిశోధన పూర్తిగా అభివృద్ధి చేయబడలేదు మరియు సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలు వంటి కొన్ని రంగాలలో పరిశోధనను ఇంకా లోతుగా చేయవలసి ఉంది. అనువర్తిత సాంకేతిక పరిశోధన ఆలస్యం కారణంగా, చైనా యొక్క నానో-TiO2 _ 2 ఉత్పత్తులు వివిధ రంగాల ప్రత్యేక అవసరాలను తీర్చడానికి సీరియల్ బ్రాండ్‌లను ఏర్పరచలేవు.

② నానో-TiO2 యొక్క ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికతకు మరింత అధ్యయనం అవసరం

ఉపరితల చికిత్సలో అకర్బన ఉపరితల చికిత్స మరియు సేంద్రీయ ఉపరితల చికిత్స ఉంటాయి. ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత ఉపరితల చికిత్స ఏజెంట్ ఫార్ములా, ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత మరియు ఉపరితల చికిత్స పరికరాలతో కూడి ఉంటుంది.

5. ముగింపు వ్యాఖ్యలు

సన్‌స్క్రీన్ సౌందర్య సాధనాలలో నానో-TiO2 యొక్క పారదర్శకత, అతినీలలోహిత కవచ పనితీరు, వ్యాప్తి మరియు కాంతి నిరోధకత దాని నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి ముఖ్యమైన సాంకేతిక సూచికలు మరియు నానో-TiO2 యొక్క సంశ్లేషణ ప్రక్రియ మరియు ఉపరితల చికిత్స పద్ధతి ఈ సాంకేతిక సూచికలను నిర్ణయించడానికి కీలకం.