Сравнение на химически слънцезащитни и физически слънцезащитни продукти

Ултравиолетовият абсорбатор обикновено е органично съединение с ароматна структура или хромофорна структура. Основният механизъм на действието на UV абсорбатора е използването на затворена конюгираща система и разчита на прехода π-π * за абсорбиране на фотони, когато двете π молекулни орбитали са достатъчно близо, генерират се две изродени молекулярни орбитали, една с висока енергия и такъв с ниска енергия. По принцип абсорбентът е фотостабилен и енергията след абсорбиране на фотони може да генерира резонансен квант (главно) чрез молекулен резонанс или освобождаване чрез флуоресценция и фосфоресценция, а обратимата изомеризация на молекулата променя абсорбера от възбудено състояние в стационарно състояние.

Молекулната структура на DHHB има перфектен резонанс и ефект на пренос на водородни йони. Когато молекулите на DHHB абсорбират ултравиолетова светлина, енергията се абсорбира чрез промяната на структурата на бензолния пръстен и съседните водородни йони в молекулата и цялата молекулна структура ще бъде временно променена. След като молекулата бавно освобождава енергията, молекулната структура на DHHB се връща в първоначалното си състояние.

Физична диаграма за разсейване на слънцезащитен крем

Титанов диоксид и цинков оксид са два одобрени физически слънцезащитни материали. Използването на тези физически слънцезащитни продукти в слънцезащитни продукти е предимно чрез абсорбция за отслабване на UV лъчите и се наслагва от известно разсейване. Като малки частици кристали (10-100 nm), тези материали са полупроводници, които имат висока енергийна пролука между валентната лента и лентата на проводимост. Пропастта в лентата на насипния кристал е в обхвата на енергия, съответстващ на дължина на вълната между 380 и 420 nm. Колкото по-малки са първичните частици, толкова по-голяма е енергията на пролуката в лентата и поглъщането на ултравиолетова светлина чрез издигане на електрони от валентността към лентата на проводимост.

И двата компонента по същество са полупроводници. Вземете за пример титанов диоксид, след като се възбужда от ултравиолетовите лъчи, той е полупроводник от N тип. Когато се облъчва ултравиолетова светлина с дължина на вълната по-малка от 400 nm, електроните на междинния слой абсорбират ултравиолетовите лъчи и се възбуждат да генерират електронни дупки, така че титановият диоксид има функция да абсорбира ултравиолетовите лъчи.

Тогава, кога е физическият слънцезащитен крем от нано-титанов диоксид, кога той се абсорбира в слънцезащитния продукт, кога действа като разсейващ ефект? Това е свързано с неговия размер на частиците. Експериментите показват, че колкото по-дълга е дължината на вълната на ултравиолетовата светлина, защитата на нано-титановия диоксид зависи от нейното усвояване. И така, възможно е в лентата на UVB титановият диоксид да е главно абсорбиращ, докато в UVA лентата нано-титановият диоксид се разсейва главно. Следователно, за да се постигне широк спектър от UV защита, се изисква както абсорбция, така и разсейване, така че има оптимален размер на първичните частици от титанов диоксид, не възможно най-малък. Като се има предвид агломерацията на нано-титанов диоксид, обикновено се смята, че оптималният размер на частиците на ултравиолетово-екраниращия титанов диоксид е 20-50 nm. Разбира се, размерът на частиците е само индикатор за физическия слънцезащитен крем, необходим при разработването на слънцезащитни продукти и много технически показатели трябва да бъдат взети предвид.