防晒纳米材料

纳米材料在防晒化妆品中的应用

随着技术的发展，纳米技术已经逐渐被应用到医药，食品和化妆品等领域。化妆品与人们的日常生活关系日益密切，如今化妆品的功能由简单的美容修饰作用向功能性方面延伸，而化妆品的科技含量已成为化妆品企业竞争的重要手段。

作为防晒化妆品的核心原料，防晒的功效活性成分是多种多样的，例如物理性紫外线屏蔽剂、化学性至外向吸收剂、抵御紫外辐射的生物活性物质、各种防晒功效成分的复配使用等，但大部分功效成分被吸收的非常少，且有些活性成分具有稳定性差、渗透性低、有一定刺激性等缺点。在化妆品领域，纳米技术的应用可以减小化妆品中功效成分的粒径，纳米粒径的化妆品功效成分具有粒径小，比表面积大，稳定性好，刺激性小等特点，能够较好的渗透到皮肤深层，从而更好的发挥其功效。

在防晒化妆品中，具有纳米级粒径的纳米粉体/液体在物理性紫外线屏蔽剂中应用较广泛。物理性紫外线屏蔽剂中，二氧化钛、氧化锌、氧化铁、高岭土和滑石粉是常见的物资。通常纳米级粒子的的粒径在数十纳米以下，这种规格的二氧化钛、氧化锌、氧化铁或氧化铝等对紫外线具有良好的屏蔽作用。纳米二氧化钛（万景VK-T02H系列）、纳米氧化锌（万景VK-J30H系列）等是广谱的无机紫外线屏蔽剂，因其良好的屏蔽性能、安全性能、稳定性、耐热性和抗菌性，通过反射、散射及部分吸收紫外线达到防晒目的，近年来在防晒化妆品中得到了广泛应用。

• 纳米二氧化钛（VK-T02H系列）

纳米二氧化钛应用于防晒化妆品中具有安全无毒、紫外线屏蔽效率高等特点。纳米级二氧化钛屏蔽紫外线是由其吸收能力和散射能力共同决定的，原始粒径越小的纳米二氧化钛对紫外线吸收能力越强。有实验表明，紫外线的波长越长，纳米二氧化钛的屏蔽性能越取决于其散射能力；而紫外线的波长越短，其屏蔽性能越取决于吸收能力。

然而，纳米级二氧化钛的粒径也并非越小越好，由于纳米二氧化钛粒子存在不可避免的团聚现象会导致纳米二氧化钛不利于分散，易于堵塞皮肤的毛孔，不利于透气和汗液排除的缺陷，一般认为，当其粒径在30-100nm之间时，对紫外线的屏蔽效果更好，同时能透过可见光，使皮肤更富自然美。纳米二氧化钛主要以纳米二氧化钛粉体、纳米二氧化钛分散液、用于屏蔽长波紫外线的纳米二氧化钛等形式应用于防晒化妆品中。

• 纳米氧化锌（VK-J30H系列）

  氧化锌具有良好的滤过中波紫外线（UVB）和长波紫外线（UVA）的作用，是常用的广谱防晒剂。但是，氧化锌涂抹于皮肤后较为粘稠，易在皮肤表层形成一层薄膜，使用体验感较差。纳米级氧化锌克服了这些缺陷，其具有良好的防晒效果，不黏稠，容易涂抹，且涂抹在皮肤上几乎透明，因此其在化妆品领域得到了广泛应用。  

纳米氧化锌屏蔽紫外线能力是由其吸收能力和散射能力共同决定的，纳米氧化锌粒径越小，吸收紫外线能力越强且透明度高。根据Rayleihg光散射定律，纳米氧化锌对于不同波长紫外线的散射能力取决于其粒径。纳米氧化锌的粒径越大，对长波紫外线（UVA）的散射能力越强，但如果纳米氧化锌的粒径太大，由于其对可见光的散射能力也相应增加，涂在皮肤上会出现不自然的白化现象，因此，用于防晒化妆品的纳米氧化锌一般粒径在30-150nm。

太阳光中的紫外线可分为长波（315-400nm）、中波（280-315nm）和短波（200-280nm）。纳米氧化锌和纳米二氧化钛的颗粒尺寸远小于紫外线的波长，纳米粒子可将作业于其上的紫外线向各个方向散射，从而减少照射方向的紫外线强度，这种散射紫外线的规律符合Rayleigh光散射定律。但纳米氧化锌在屏蔽紫外线和纳米二氧化钛又有所差异。

由图1可见，在330nm以下，纳米二氧化钛对紫外线的屏蔽能力高于纳米氧化锌，在同样浓度下，含纳米二氧化钛体系的吸光度约为纳米氧化锌体系的2倍。在330nm-355nm内，纳米二氧化钛的屏蔽紫外线能了仍高于纳米氧化锌，但在355-380nm的波长内，纳米氧化锌的屏蔽紫外线能力高于纳米二氧化钛。因此，纳米氧化锌虽然阻隔UVB的效果不如纳米二氧化钛，但对阻隔长波UVA（335nm-380nm）效果优于纳米二氧化钛。

根据防晒化妆品的不同功效、不同要求，万景新材料生产多种规格的纳米二氧化钛和纳米氧化锌，亦可根据客户要求定制不同的产品。