Nanateicneolaíocht agus Nanábhair: Dé-ocsaíd Tíotáiniam Nanaiméadar i gCosmaidí Grianscéithe

Nanateicneolaíocht agus Nanábhair: Dé-ocsaíd Tíotáiniam Nanaiméadar i gCosmaidí Grianscéithe

Focail athfhriotail

Is gathanna ultraivialait iad thart ar 5% de na gathanna a radaítear ón ngrian, gathanna a bhfuil tonnfhad ≤400 nm acu. Is féidir gathanna ultraivialait i solas na gréine a roinnt ina: gathanna ultraivialait fadtonnacha le tonnfhad 320 nm ~ 400 nm, ar a dtugtar gathanna ultraivialait de chineál A (UVA); tugtar gathanna ultraivialait de chineál B (UVB) ar ghathanna ultraivialait meántonnacha le tonnfhad 290 nm go 320 nm agus tugtar gathanna ultraivialait de chineál C ar ghathanna ultraivialait gearrtonnacha le tonnfhad 200 nm go 290 nm.

Mar gheall ar a dtonnfhad gearr agus a bhfuinneamh ard, tá cumhacht millteach mhór ag gathanna ultraivialait, ar féidir leo damáiste a dhéanamh do chraiceann daoine, athlasadh nó dó gréine a chur faoi deara, agus ailse craicinn a chruthú go tromchúiseach. Is é UVB an príomhfhachtóir is cúis le hathlasadh craicinn agus dó gréine.

1. prionsabal sciath gathanna ultraivialait le nano TiO2

Is leathsheoltóir de chineál N é TiO _2. Is rutile an fhoirm chriostail de nano-TiO _2 a úsáidtear i gcosmaidí grianscéithe go ginearálta, agus is é 3.0 eV a leithead banda toirmiscthe. Nuair a dhéanann gathanna UV le tonnfhad níos lú ná 400nm ionradaíocht ar TiO _2, is féidir le leictreoin ar an mbanda vaileins gathanna UV a ionsú agus a spreagadh chuig an mbanda seoltachta, agus gintear péirí leictreon-poll ag an am céanna, mar sin tá sé d'fheidhm ag TiO _2 gathanna UV a ionsú. Le méid beag na gcáithníní agus codáin iomadúla, méadaíonn sé seo go mór an dóchúlacht go ndéanfar gathanna ultraivialait a bhlocáil nó a thascradh.

2. Saintréithe nana-TiO2 i gcosmaidí grianscéithe

2.1

Éifeachtúlacht ard sciath UV

Léirítear cumas sciath ultraivialait chosmaidí grianscéithe tríd an bhfachtóir cosanta gréine (luach SPF), agus dá airde an luach SPF, is amhlaidh is fearr an éifeacht grianscéithe. Is é seo an cóimheas idir an fuinneamh a theastaíonn chun an éiritime is ísle is féidir a bhrath a tháirgeadh do chraiceann atá brataithe le táirgí grianscéithe agus an fuinneamh a theastaíonn chun éiritime den chéim chéanna a tháirgeadh do chraiceann gan táirgí grianscéithe.

Ós rud é go n-ionsúnn agus go scaipeann nano-TiO2 gathanna ultraivialait, meastar gurb é an grianscéithe fisiceach is fearr sa bhaile agus thar lear é. Go ginearálta, tá cumas nano-TiO2 chun UVB a chosaint 3-4 huaire níos mó ná cumas nano-ZnO.

2.2

Raon méide cáithníní oiriúnach

Is é an cumas ionsúcháin agus an cumas scaipthe a chinneann cumas sciath ultraivialait nano-TiO2. Dá lú méid bunaidh na gcáithníní nano-TiO2, is ea is láidre a chumas ionsúcháin ultraivialait. De réir dhlí Rayleigh um scaipeadh solais, tá méid bunaidh cáithníní is fearr ann don chumas scaipthe uasta atá ag nano-TiO2 ar ghathanna ultraivialait le tonnfhaid éagsúla. Léiríonn turgnaimh freisin, dá faide tonnfhad na ngathanna ultraivialait, go mbraitheann cumas sciath nano-TiO2 níos mó ar a chumas scaipthe; dá giorra an tonnfhad, is ea is mó a bhraitheann a sciath ar a chumas ionsúcháin.

2.3

Scaiptheacht agus trédhearcacht den scoth

Tá méid bunaidh na gcáithníní de nano-TiO2 faoi bhun 100 nm, i bhfad níos lú ná tonnfhad an tsolais infheicthe. Go teoiriciúil, is féidir le nano-TiO2 solas infheicthe a tharchur nuair a bhíonn sé scaipthe go hiomlán, mar sin tá sé trédhearcach. Mar gheall ar thrédhearcacht nano-TiO2, ní chlúdóidh sé an craiceann nuair a chuirtear i gcosmaidí grianscéithe é. Dá bhrí sin, is féidir leis áilleacht nádúrtha an chraicinn a thaispeáint. Tá trédhearcacht ar cheann de na hinnéacsanna tábhachtacha de nano-TiO2 i gcosmaidí grianscéithe. Déanta na fírinne, tá nano-TiO2 trédhearcach ach níl sé go hiomlán trédhearcach i gcosmaidí grianscéithe, toisc go bhfuil cáithníní beaga, achar dromchla sonrach mór agus fuinneamh dromchla thar a bheith ard ag nano-TiO2, agus is furasta comhiomláin a fhoirmiú, rud a théann i bhfeidhm ar scaiptheacht agus trédhearcacht táirgí.

2.4

Friotaíocht mhaith aimsire

Éilíonn Nano-TiO2 le haghaidh cosmaidí grianscéithe friotaíocht áirithe in aghaidh aimsire (go háirithe friotaíocht solais). Ós rud é go bhfuil cáithníní beaga agus ardghníomhaíocht ag nano-TiO2, ginfidh sé péirí leictreon-phoill tar éis gathanna ultraivialait a ionsú, agus imirceoidh roinnt péirí leictreon-phoill go dtí an dromchla, rud a eascraíonn i ocsaigin adamhach agus fréamhacha hiodrocsaile san uisce atá ionsúite ar dhromchla nano-TiO2, a bhfuil cumas láidir ocsaídiúcháin aige. Cuirfidh sé dathú táirgí agus boladh faoi deara mar gheall ar dhianscaoileadh spíosraí. Dá bhrí sin, ní mór sraitheanna aonraithe trédhearcacha amháin nó níos mó, amhail shilice, alúmana agus siorcóinia, a sciathú ar dhromchla nano-TiO2 chun a ghníomhaíocht fhótaiceimiceach a chosc.

3. Cineálacha agus treochtaí forbartha nana-TiO2

3.1

Púdar Nano-TiO2

Díoltar na táirgí nano-TiO2 i bhfoirm púdair sholadaigh, ar féidir é a roinnt ina phúdar hidreafíleach agus ina phúdar lipofileach de réir airíonna dromchla nano-TiO2. Úsáidtear púdar hidreafíleach i gcosmaidí uiscebhunaithe, agus úsáidtear púdar lipofileach i gcosmaidí olabhunaithe. De ghnáth, faightear púdair hidreafíleacha trí chóireáil dromchla neamhorgánach. Tá cóireáil dromchla speisialta déanta ar fhormhór na bpúdair nano-TiO2 eachtracha seo de réir a réimsí úsáide.

3.2

Dath craicinn nano TiO2

Ós rud é go bhfuil cáithníní nano-TiO2 mín agus éasca le solas gorm a scaipeadh le tonnfhad níos giorra i solas infheicthe, nuair a chuirtear iad i gcosmaidí grianscéithe, taispeánfaidh an craiceann ton gorm agus beidh cuma neamhshláintiúil air. Chun dath an chraicinn a mheaitseáil, is minic a chuirtear líocha dearga ar nós ocsaíd iarainn le foirmlí cosmaideacha go luath. Mar sin féin, mar gheall ar an difríocht i ndlús agus infhliuchacht idir nano-TiO2 _ 2 agus ocsaíd iarainn, is minic a tharlaíonn dathanna snámhacha.

4. Stádas táirgthe nano-TiO2 sa tSín

Tá taighde beagscála ar nano-TiO2 _ 2 sa tSín an-ghníomhach, agus tá an leibhéal taighde teoiriciúil bainte amach ag an leibhéal domhanda chun cinn, ach tá an taighde feidhmeach agus an taighde innealtóireachta sách siar, agus ní féidir go leor torthaí taighde a chlaochlú ina dtáirgí tionsclaíocha. Thosaigh táirgeadh tionsclaíoch nano-TiO2 sa tSín i 1997, níos mó ná 10 mbliana níos déanaí ná an tSeapáin.

Tá dhá chúis ann a chuireann srian ar cháilíocht agus ar iomaíochas margaidh táirgí nano-TiO2 sa tSín:

① Tá taighde teicneolaíochta feidhmeach ar gcúl

Caithfidh an taighde teicneolaíochta feidhmchláir na fadhbanna a bhaineann le meastóireacht phróisis agus éifeacht nana-TiO2 a chur le córas ilchodach a réiteach. Níl an taighde feidhmchláir ar nana-TiO2 forbartha go hiomlán i go leor réimsí, agus ní mór an taighde i roinnt réimsí, amhail cosmaidí grianscéithe, a dhoimhniú fós. Mar gheall ar an moill atá ar thaighde teicneolaíochta feidhmchláir, ní féidir le táirgí nana-TiO2 _2 na Síne brandaí sraitheacha a chruthú chun freastal ar riachtanais speisialta réimsí éagsúla.

② Tá gá le tuilleadh staidéir ar theicneolaíocht chóireála dromchla nano-TiO2

Áirítear le cóireáil dromchla cóireáil dromchla neamhorgánach agus cóireáil dromchla orgánach. Tá teicneolaíocht cóireála dromchla comhdhéanta de fhoirmle gníomhaire cóireála dromchla, teicneolaíocht cóireála dromchla agus trealamh cóireála dromchla.

5. Ráitis chríochnaitheacha

Is innéacsanna teicniúla tábhachtacha iad trédhearcacht, feidhmíocht sciath ultraivialait, scaiptheacht agus friotaíocht solais nano-TiO2 i gcosmaidí grianscéithe chun a cháilíocht a mheas, agus is iad an próiseas sintéise agus an modh cóireála dromchla de nano-TiO2 an eochair chun na hinnéacsanna teicniúla seo a chinneadh.