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浅谈纳米技术在防晒产品中的应用

2013-04-11常爱江

河南科技 2013年12期
关键词:纳米技术空穴纳米材料

常爱江

(安阳市健美日化有限责任公司,河南 安阳 455000)

纳米技术在上个世纪八十年代被发掘和应用,它指的是在纳米尺寸范围内研究物质的组成,通过直接操纵和安排原子、分子而创造新物质。在21 世纪的今天,纳米科技对很多产业都有着显著的影响,比如电子元件、生物学和化妆品。尤其是在化妆品领域的应用更是广泛,一般的防晒产品采用的是传统工艺,所以其活性物质的功效得不到完全的发挥,但如果在其中加入纳米技术,就能大大的提高化妆品或者防晒产品的性能和效果。

在太阳辐射出来的光线中,存在一部分波长(紫外线),这种紫外线破坏性很大,会在一定程度上对人的肌肤造成伤害,严重甚至会引发炎症或者癌症。防晒产品能够吸和屏蔽收紫外线,但它的效果不明显。在将它的有效成分缩小了之后,极大的加强了肌肤对有效成分的吸收,这就是纳米技术。

一 纳米技术在防晒产品中的应用

(一)纳米ZnO

防晒产品的功能是防晒、抗紫外线,纳米中的无机材料在防晒产品中有广泛的应用,它不但可以很好的克服有机紫外线吸收剂的缺点,还可以提高防晒剂的防晒效果。纳米ZnO可以采用固相反应(高温热解法、均匀沉淀法)的方法来制备。纳米ZnO 很小,还不到1 纳米,它的特点是渗透性与分散能力很强,可见光可以穿过它,因此在防晒产品及其它产品的配置中能充分发挥防晒能力。纳米ZnO 在阳光、尤其是紫外线的照射下、在水和氧气中,还能自行分解出自由移动的带负电荷的电子,并将带正电荷的空穴留下。这种空穴不但可以激发活性氧,还能杀死病毒和细菌。

(二)纳米TiO2

纳米技术运用在化妆品防晒剂中,还能够防止产生毒副作用。因为纳米原料是属于无机惰性原料,它的活性和刺激性比较小,不会对肌肤产生副作用,也非常的安全。纳米仿生原料中的TiO2 粒子对长波有屏蔽的作用,它自身的颜色为白色,可以随意配色。因此,这种粒子在防晒产品中得到了广泛的应用。此外,TiO2 对紫外线的吸收能力也是很强的,在防晒剂里面添加纳米TiO2 的时候,为了提高纳米TiO2 的持久性和稳定性,还需要对其进行加工处理,但是国际上对纳米TiO2 的卫生要求很高。想要提高此种材料的高吸收性,还要进行复配,将具有防晒作用的植物进行提取和复配之后,再加入纳米TiO2,吸收紫外线的效果会更好。

(三)纳米ZnO 的抗菌性

纳米ZnO 属于重金属离子,能与病毒和细菌内部蛋白质的巯基相结合,从而抑制细菌的生长和繁殖。另外,纳米ZnO在紫外线的照射之下,还会产生空穴,空穴和电子分别从纳米纳米ZnO 价带、导带迁移到粒子表面,把表面吸附的水转变为氢氧自由基。氢氧自由基有很强的的氧化能力,能杀死大多数的细菌和病毒。纳米ZnO 的杀菌效果好于其他材料,因为纳米ZnO 的粒径很小,空穴和电子从晶体内部达到晶体表面的时间很短,这样就降低了空穴和电子重新结合的机率。纳米ZnO 能在五分钟之内杀掉98.7%的金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和99.12%的大肠杆菌。

也因此,防晒产品中加入纳米ZnO,能通过杀菌消毒来抗炎症,还能吸收肌肤分泌的油脂。

(四)几种纳米技术的复合使用

为了能提高防晒产品的性能,研制的人一直在试图解决复合使用防晒剂的问题。这包括了中波280—320 纳米防晒剂和长波320—400 纳米防晒剂之间的复合,以及有机防晒霜和无机防晒霜之间的复合,并且希望通过复合能够提高产品的安全性,降低防晒产品开发的成本。目前已经研制出来的是由甲氧基肉桂酸锌酯和ZnO、TiO2 等几种纳米材料复合在一起的防晒剂,ZnO、TiO2 的防晒效果好,但稳定性不强,甲氧基肉桂酸锌酯的防晒效果不如ZnO 和TiO2,这几种材料配合使用可以得到广谱保护功能。

(五)纳米TiO2 的分散性和透明性

纳米TiO2 的原始粒径小于100 纳米,它在完全分散的状态下可以透过可见光,所以是透明的。因为纳米TiO2 具有透明的特质,所以加入防晒产品中不会对肌肤产生任何遮盖作用,这样也可以展现肌肤的自然美。尽管如此,纳米TiO2 却并不是完全透明的,因为纳米TiO2 的粒子小、比表面积大、表面能极高,所以极其容易形成团聚体,这样就影响到产品的分散性和透明性。此外,纳米TiO2 的透明性和紫外线屏蔽能力与其在应用体系分散的均匀程度有很大关系,原始粒径和分布相同及数量相等的纳米TiO2 在应用体系分散得越好,它的防晒功能和透明性能就越强。也因此,防晒产品中的纳米TiO2都要经过特殊的处理。

二 纳米材料运用在防晒产品中的优势

(一)提高防紫外线效果

首先要将ZnO、TiO2 纳米化,对粉体表面覆盖有亲水、亲油功能基团进行处理,这样才能提高粉体的适配性,并且还能在不降低透明度的情况下提高防晒产品的抗紫外线效果。

(二)刺激性低

没有加入纳米技术的防晒产品不但性能低,还对人体皮肤有一定的刺激性,甚至还会产生毒副作用。但如果加入ZnO、TiO2,就能够杀菌、消毒,分泌肌肤分泌的油脂,所以刺激性非常的小,而且非常的安全。

(三)复合防晒剂的效果倍增

目前大部分防晒剂采用的是复合防晒剂,将几种纳米材料同时运用进去,采用高科技将多种防晒剂放入纳米微球中,这样可以释放活性成分,并且还使配方更加稳定,有效活性成分的保存时间也更加的长久,从而提高防晒产品的性能。

三 纳米防晒产品的独到之处

纳米防晒产品的独到之处,就是将防晒剂中的特效成分特殊处理为纳米这种非常细小的结构,让特效成分能够渗透到肌肤内部,从而产生更好的防晒效果。纳米防晒产品可以说为化妆品行业带来了一股新的活力,甚至在化妆品领域得到了更广泛的应用。在化妆品博览会上,最吸引人眼球、最具有技术含量的就是纳米化妆品,这种高新技术的防晒产品吸引了众多的消费者和商家。大家不禁对纳米运用于化妆品感到十分的新奇,这种防晒产品究竟有何独到之处呢?一位化妆品领域的专业人士称,传统工艺乳化得到的防晒剂膏体内部结构是胶团或者胶状,因为直径很大,所以肌肤很难将有效成分完全的渗透和吸收进去,不容易被表皮细胞所吸收。由于肌肤的吸收功能是有限的,最多只能通过两条途径来吸收,但肌肤外面一层具有疏水性角质层,所以水溶性物质和有效成分不容易被肌肤所完全吸收。

而纳米技术可以很好的改善这个缺陷,因为可以通过纳米技术处理将防晒产品中的膏体缩小到纳米级状态,那种纳米级膏体对皮肤的渗透性大大的增强,皮肤的吸收能力也随之而增强。

四 纳米防晒产品未来的发展趋向

纳米ZnO、TiO2 具有光催化的性质,在日光的照射下,它们会产生自由基,自由基会对人体细胞产生一定的伤害。因此,必须要开发出新的纳米防晒产品,在新型的纳米防晒研究中,有一种物质值得被注意和研究,那就是稀土纳米氧化物。这种物质不但能够高强度的吸收紫外线,而且它吸收的紫外线还会被转化为无辐射弛豫,所以这是一种安全而高效的防晒剂。

还有核苷,因为人体细胞对紫外线能量吸收很快,所以使用纳米技术对核苷进行朝伟乳化后制成的纳米微胶囊,可以更好的防晒。同时,纳米脂质载体NLC 和SLN 本身也有吸收紫外线的功效和作用,它主要针对的是UVB 的防护,所以在防晒产品中,也得到了广泛的使用。我们用足够的理由相信,纳米技术将会为化妆品行业带来又一次飞跃和进步。

五 总结与体会

防晒产品作为化妆品中的重要产品,它的品质和使用性能与人们的生活是密切相关的。为了提高产品的功效,减小副作用,研制人员不断的在其中应用此项技术,并且从根本上提高了防晒产品的效果和性能。因此,纳米技术将在防晒产品和化妆品领域得到广泛应用。

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