کرمهای ضدآفتاب نانویی چگونه کار مي.کنن

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: صنايع آرايشي از اكسيدهاي غيرآلي، نظير اكسيد روي و تيتانيم، استفاده مي.كنند، اما استفاده از اين اكسيدها به علت خاصيت سفيدكنندگي روي پوست محدود است. سفيدي به طور مستقيم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلي با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزايش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه.ها از بين ذرات) و كاهش پديدة سفيدي (به علت كاهش پديدة پخش نور) هستيم. به.تازگي روش.هاي گوناگون براي توليد نانوذرات، توسعه يافته. و بر صنعت کرم.هاي ضدآفتاب اثر گذاشته.اند.......
کرمهای ضدآفتاب نانویی چگونه کار مي.کنند :
صنايع آرايشي از اكسيدهاي غيرآلي، نظير اكسيد روي و تيتانيم، استفاده مي.كنند، اما استفاده از اين اكسيدها به علت خاصيت سفيدكنندگي روي پوست محدود است. سفيدي به طور مستقيم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلي با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزايش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه.ها از بين ذرات) و كاهش پديدة سفيدي (به علت كاهش پديدة پخش نور( هستيم. به.تازگي روش.هاي گوناگون براي توليد نانوذرات، توسعه يافته. و بر صنعت کرم.هاي ضدآفتاب اثر گذاشته.اند.
1-سفيدي
وقتي ماده نوردهي شود، پديده.هاي زير ديده مي.شوند:
آ) عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هيچ تأثير متقابلي است؛
ب) نورِ نافذ که منجر به پخش نور مي.شود؛
پ) انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آينه رخ مي.دهد؛
ت) انعکاس نفوذي که منجر به پخش نور از سطح مي.شود.
اثر سفيدي ناشي از پخش نور به وسيلة ذرات است. بنابراين، براي کاهش سفيدي بايد ميزان نور پخش.شده را کم كرد.
2-پخش نور و اندازة ذرات
شدت نور پخش.شده به وسيلة يک تک.ذره، تابعي از اندازة ذره است.مشاهده مي.شود، با افزايش اندازة ذرات، نور مرئي به علت برخورد با ذرات پخش مي.شود و با برگشت نور به چشم، ذراتْ سفيد ديده مي.شوند. بنابراين، براي کاهش تأثير سفيدي، کاهش اندازة دانه راهي است بسيار مؤثر.
. نانوماده نور را بدون انحراف از خود عبور مي.دهد، به همين خاطر نسبت به نور شفاف است.
. مواد با ذرات در ابعاد ميكرومتر نور را پراكنده مي.كنند. بنابراين، نسبت به نور مات و نيمه.شفاف.اند و سفيد ديده مي.شوند.
ميزان پخش نور به اندازه ذره بستگی دارد و مشخص است كه با افزايش اندازة ذرات، ميزان پخش.شوندگي نور بيشتر مي.شود.
3-جذب اشعة ماوراي بنفش و بهترين اندازة ذره
نور ماوراي بنفش (UV) طول موج كمتر و انرژي بيشتری از نور مرئي دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماوراي بنفش از مهم.ترين علل آسيب .هاي پوستي و سرطان پوست است. به همين خاطر، جذب اين اشعه و ممانعت از رسيدن آن به پوست بدن موضوع تحقيق بسياري از مراكز علمي دنيا براي ساليان طولاني بوده است. جذب UV در مواد غيرآلي نظير TiO2 و ZnOناشي از دو اثر است:
الف ـ جذب فاصلة باند؛ ب ـ پخش نور UV
الف ـ جذب فاصلة باندي
اکسيد روي و اکسيد تيتانيم نيمه.هادي.اند و به.شدت نور UV را جذب و نور مرئي را عبور مي.دهند. سازوكارِ جذب UV در اين مواد شامل مصرف انرژي فوتون براي تهييج الکترون از نوار ظرفيت به نوار رسانايي است.

فاصلة باندي يا «گپ انرژي» چيست؟
مي دانيم که اتم ها از ترازهاي انرژي تشکيل شده اند و اين ترازهاي انرژيِ حاوي الکترون، در جسم جامد تشکيل نوارهايي را مي دهند که الکترون.ها در آنها قرار گرفته.اند.
اما فضاهايي بين اين نوارهاي انرژي وجود دارند که هيچ نوار حاوي الکتروني نمي تواند در آنها جا بگيرد. اين فضاها را «فاصلة باندي» يا «گپ انرژي» مي گويند. در جامدهاي رسانا نوارهاي انرژي مي توانند پر، نيمه.پر يا خالي از الکترون ــ که در اصطلاح «نوار رسانايي» ناميده مي شود باشند. همچنين گپ انرژي آنها در مقايسه با نيمه.هادي ها کوچک.تر است. در نيمه.هادي ها نوارهاي انرژي نيمه.پر وجود ندارند و گپ انرژي آنها کمي بزرگ.تر از رساناهاست. از همين رو، الکترون.ها در رسانا ها و نيمه.رساناها مي توانند با گرفتن مقداري انرژيِ گرمايي ــ براي رساناها کم.تر، براي نيمه.رساناها بيش.تر ــ برانگيختگي گرمايي پيدا كنند و از لايه هاي انرژيِ پُر به لايه هاي انرژيِ خالي بروند. اين عمل در نارساناها به علت بزرگ بودن گپ انرژي امکان ندارد.
ZnO و TiO2 داراي انرژي باند ev3/3 تا ev4/3 مربوط به طول موج.هاي تقريباً 365 نانومتر تا 380 نانومتر هستند. نورهاي زير اين طول موج.ها انرژي کافي براي تحريك الکترون.ها دارند. به بيان ساده، الكترون.هاي اين ذرات انرژي نور UV را جذب مي.كنند و از رسيدن اين امواج به پوست مانع مي.شوند. پس ZnO و TiO2 داراي خاصيت شديد در جذب UV هستند و اگر به اندازة کافي کوچک باشند، شفافيت خوبي در برابر نور مرئي خواهند داشت.
ب ـ اندازة دانة بهينه براي جذب UV
با ريزتر شدن ذرات، علاوه بر اينكه در مسير نور UV ذرات بيشتري براي جذب فاصلة باند وجود دارند، نور UV بيشتر پخش خواهد شد. بنابراين، عبور اين نور كاهش مي يابد. جذب فاصلة باند به .طور کلي تابعي از تعداد اتم.هايي است که در مسير نور UV قرار گرفته.اند. بر اساس تحقيقات تجربي، با کاهش اندازة ذرات، به علت کم شدن فاصلة بين آنها براي عبور نور UV، شاهد عبور كم.ترِ اين اشعه هستيم. در محدودة نور فرابنفش (زير 400 نانومتر) با كاهش اندازة ذرات، عبور نور كمتر خواهد شد. همين پديده است كه متخصصان را به توليد محصولات ضدآفتاب با خاصيت جذب (SPF) بالاتر رهنمون شده است.

SPF چيست؟
کرم.هاي ضدآفتاب بر اساس ميزان توانايي آنها در جذب و دفع اشعة UV درجه.بندي مي.شوند. اين معيار Sun Protection Factor يا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF15 يا SPF20 نشان.گر آن.اند که مصرف.کنندة آن قبل از اينکه دچار آفتاب.سوختگي بشود، تا چه حد مي.تواند زير نور آفتاب بماند. براي مثال، شما مي.توانيد بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقيقه زير نور خورشيد باقي بمانيد و احساس سوختگي نکنيد. هنگامي که از کرم ضد آفتاب استفاده مي.کنيد، مي.توانيد زمان 10 دقيقه را ضرب در ميزان SPF کرم کنيد و به مقدار زمان به دست آمده زير آفتاب بمانيد. اگر SPF کرم شما 15 باشد، شما 150 دقيقه يا 2 ساعت و نيم ميتوانيد در آفتاب بمانيد. اگر پس از مدتي مجددا از کرم استفاده کنيد، ميزان محافظت آن بيشتر ميشود اما، در مقدار زمان ايمن آن تاثيري ندارد.
نتايج:
1-ايجاد پديده سفيدي در ضد آفتاب ها ناشي از پديده پخش نوردر محدوده نور مرئي(400-700 نانومتر) است. اين پديده در ضد آفتاب ها با اندازه ذره درشت، بسيار شديدتر است.به عبارت ديگر كاهش شفافيت باعث افزايش پديده سفيدي مي شود.
.2- در محدوده نور UV با توجه به كمتر بودن فاصله بين ذرات در حالت نانومتري شاهد عبور كمتر نور هنگام ريزتر شدن ذرات هستيم
__________________

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 173]