නැනෝ තාක්ෂණය සහ නැනෝ ද්‍රව්‍ය: සන්ස්ක්‍රීන් ආලේපනවල නැනෝමීටර ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ්
වචන උපුටා දක්වන්න
සූර්යයා විසින් විකිරණය කරන කිරණවලින් 5% ක් පමණ ≤400 nm තරංග ආයාමයක් සහිත පාරජම්බුල කිරණ ඇත. හිරු එළියේ ඇති පාරජම්බුල කිරණ පහත පරිදි බෙදිය හැකිය: 320 nm~400 nm තරංග ආයාමයක් සහිත දිගු තරංග පාරජම්බුල කිරණ, A-වර්ගයේ පාරජම්බුල කිරණ (UVA) ලෙස හැඳින්වේ; 290 nm සිට 320 nm දක්වා තරංග ආයාමයක් සහිත මධ්‍යම තරංග පාරජම්බුල කිරණ B-වර්ගයේ පාරජම්බුල කිරණ (UVB) ලෙසද 200 nm සිට 290 nm දක්වා තරංග ආයාමයක් සහිත කෙටි තරංග පාරජම්බුල කිරණ C-වර්ගයේ පාරජම්බුල කිරණ ලෙසද හැඳින්වේ.
කෙටි තරංග ආයාමය සහ ඉහළ ශක්තිය නිසා, පාරජම්බුල කිරණවලට විශාල විනාශකාරී බලයක් ඇති අතර, එය මිනිසුන්ගේ සමට හානි කළ හැකි අතර, දැවිල්ල හෝ හිරු රශ්මිය ඇති කළ හැකි අතර, බරපතල ලෙස සමේ පිළිකා ඇති කරයි. සමේ දැවිල්ල සහ හිරු රශ්මිය ඇති කරන ප්‍රධාන සාධකය UVB වේ.
1. නැනෝ TiO2 සමඟ පාරජම්බුල කිරණ ආරක්ෂා කිරීමේ මූලධර්මය
TiO _ 2 යනු N-වර්ගයේ අර්ධ සන්නායකයකි. සන්ස්ක්‍රීන් ආලේපනවල භාවිතා වන නැනෝ-TiO _ 2 හි ස්ඵටික ආකාරය සාමාන්‍යයෙන් රූටයිල් වන අතර එහි තහනම් කලාප පළල 3.0 eV වේ. තරංග ආයාමය 400nm ට අඩු UV කිරණ TiO _ 2 විකිරණය කරන විට, සංයුජතා කලාපයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන UV කිරණ අවශෝෂණය කර සන්නායක කලාපයට උද්යෝගිමත් විය හැකි අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝන-සිදුරු යුගල එකවර ජනනය වේ, එබැවින් TiO _ 2 UV කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ කාර්යය ඉටු කරයි. කුඩා අංශු ප්‍රමාණය සහ බොහෝ භාග සමඟ, මෙය පාරජම්බුල කිරණ අවහිර කිරීමේ හෝ බාධා කිරීමේ සම්භාවිතාව බෙහෙවින් වැඩි කරයි.
2. හිරු ආවරණ ආලේපනවල නැනෝ-TiO2 හි ලක්ෂණ
2.1 ශ්‍රේණිය
ඉහළ UV ආවරණ කාර්යක්ෂමතාව
හිරු ආවරණ ආලේපනවල පාරජම්බුල ආවරණ හැකියාව හිරු ආරක්ෂණ සාධකය (SPF අගය) මගින් ප්‍රකාශ වන අතර, SPF අගය වැඩි වන තරමට හිරු ආවරණ බලපෑම වඩා හොඳය. හිරු ආවරණ නිෂ්පාදනවලින් ආලේප කරන ලද සම සඳහා අවම හඳුනාගත හැකි එරිතිමාව නිපදවීමට අවශ්‍ය ශක්තියේ අනුපාතය සහ හිරු ආවරණ නිෂ්පාදන නොමැති සම සඳහා එකම මට්ටමේ එරිතිමාව නිපදවීමට අවශ්‍ය ශක්තියයි.
නැනෝ-TiO2 පාරජම්බුල කිරණ අවශෝෂණය කර විසුරුවා හරින බැවින්, එය දේශීය හා විදේශීය වශයෙන් වඩාත් සුදුසු භෞතික හිරු ආවරණ ආලේපනය ලෙස සැලකේ. සාමාන්‍යයෙන්, නැනෝ-TiO2 හි UVB ආරක්ෂා කිරීමේ හැකියාව නැනෝ-ZnO මෙන් 3-4 ගුණයකි.
2.2 2.2 ශ්‍රේණිය
සුදුසු අංශු ප්‍රමාණයේ පරාසය
නැනෝ-TiO2 හි පාරජම්බුල ආවරණ හැකියාව තීරණය වන්නේ එහි අවශෝෂණ හැකියාව සහ විසිරුම් හැකියාව අනුව ය. නැනෝ-TiO2 හි මුල් අංශු ප්‍රමාණය කුඩා වන තරමට පාරජම්බුල අවශෝෂණ හැකියාව ශක්තිමත් වේ. රේලීගේ ආලෝක විසිරුම් නියමයට අනුව, විවිධ තරංග ආයාම සහිත පාරජම්බුල කිරණ සඳහා නැනෝ-TiO2 හි උපරිම විසිරුම් හැකියාව සඳහා ප්‍රශස්ත මුල් අංශු ප්‍රමාණයක් ඇත. අත්හදා බැලීම්වලින් පෙනී යන්නේ පාරජම්බුල කිරණවල තරංග ආයාමය දිගු වන තරමට නැනෝ-TiO 2 හි ආවරණ හැකියාව එහි විසිරුම් හැකියාව මත රඳා පවතින බවයි; තරංග ආයාමය කෙටි වන තරමට එහි ආවරණ එහි අවශෝෂණ හැකියාව මත රඳා පවතී.
2.3 ශ්‍රේණිය
විශිෂ්ට විසරණය සහ විනිවිදභාවය
නැනෝ-TiO2 හි මුල් අංශු ප්‍රමාණය 100 nm ට අඩු වන අතර එය දෘශ්‍ය ආලෝකයේ තරංග ආයාමයට වඩා බෙහෙවින් අඩුය. න්‍යායාත්මකව, නැනෝ-TiO2 සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හරින විට දෘශ්‍ය ආලෝකය සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි බැවින් එය විනිවිද පෙනෙන වේ. නැනෝ-TiO2 හි විනිවිදභාවය නිසා, එය හිරු ආවරණ ආලේපනවලට එකතු කළ විට සම ආවරණය නොකරනු ඇත. එබැවින්, එය ස්වභාවික සමේ සුන්දරත්වය පෙන්විය හැකිය. විනිවිදභාවය යනු හිරු ආවරණ ආලේපනවල නැනෝ-TiO2 හි වැදගත් දර්ශකවලින් එකකි. ඇත්ත වශයෙන්ම, නැනෝ-TiO2 හිරු ආවරණ ආලේපනවල විනිවිද පෙනෙන නමුත් සම්පූර්ණයෙන්ම විනිවිද පෙනෙන නොවේ, මන්ද නැනෝ-TiO2 කුඩා අංශු, විශාල නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයක් සහ අතිශයින් ඉහළ මතුපිට ශක්තියක් ඇති අතර, එය සමස්ථයන් සෑදීම පහසුය, එමඟින් නිෂ්පාදනවල විසරණය සහ විනිවිදභාවයට බලපායි.
2.4 ශ්‍රේණිය
හොඳ කාලගුණ ප්‍රතිරෝධය
සන්ස්ක්‍රීන් ආලේපන සඳහා නැනෝ-TiO 2 සඳහා යම් කාලගුණික ප්‍රතිරෝධයක් (විශේෂයෙන් ආලෝක ප්‍රතිරෝධයක්) අවශ්‍ය වේ. නැනෝ-TiO2 කුඩා අංශු සහ ඉහළ ක්‍රියාකාරිත්වයක් ඇති බැවින්, එය පාරජම්බුල කිරණ අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසු ඉලෙක්ට්‍රෝන-කුහර යුගල ජනනය කරනු ඇති අතර, සමහර ඉලෙක්ට්‍රෝන-කුහර යුගල මතුපිටට සංක්‍රමණය වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස නැනෝ-TiO2 මතුපිට අවශෝෂණය කර ඇති ජලයේ පරමාණුක ඔක්සිජන් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් ඇති වන අතර එය ප්‍රබල ඔක්සිකරණ හැකියාවක් ඇත. එය කුළුබඩු දිරාපත් වීම නිසා නිෂ්පාදන දුර්වර්ණ වීමට සහ ගන්ධයට හේතු වේ. එබැවින්, සිලිකා, ඇලුමිනා සහ සර්කෝනියා වැනි විනිවිද පෙනෙන හුදකලා ස්ථර එකක් හෝ කිහිපයක් නැනෝ-TiO2 මතුපිට ආලේප කළ යුතු අතර එහි ප්‍රකාශ රසායනික ක්‍රියාකාරිත්වය වළක්වයි.
3. නැනෝ-TiO2 වර්ග සහ සංවර්ධන ප්‍රවණතා
3.1.
නැනෝ-TiO2 කුඩු
නැනෝ-TiO2 නිෂ්පාදන ඝන කුඩු ආකාරයෙන් අලෙවි කරනු ලබන අතර, නැනෝ-TiO2 හි මතුපිට ගුණාංග අනුව ඒවා ජලාකර්ෂණීය කුඩු සහ ලිපොෆිලික් කුඩු ලෙස බෙදිය හැකිය. ජලකාමී කුඩු ජලය මත පදනම් වූ රූපලාවන්‍ය ද්‍රව්‍යවල භාවිතා වන අතර, ලිපොෆිලික් කුඩු තෙල් මත පදනම් වූ රූපලාවන්‍ය ද්‍රව්‍යවල භාවිතා වේ. හයිඩ්‍රොෆිලික් කුඩු සාමාන්‍යයෙන් ලබා ගන්නේ අකාබනික මතුපිට ප්‍රතිකාරයෙනි. මෙම විදේශීය නැනෝ-TiO2 කුඩු බොහොමයක් ඒවායේ යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර අනුව විශේෂ මතුපිට ප්‍රතිකාරයකට භාජනය වී ඇත.
3.2
සමේ වර්ණය නැනෝ TiO2
නැනෝ-TiO2 අංශු සියුම් වන අතර දෘශ්‍ය ආලෝකයේ කෙටි තරංග ආයාමයක් සහිත නිල් ආලෝකය විසුරුවා හැරීමට පහසු බැවින්, හිරු ආවරණ ආලේපනවලට එකතු කළ විට, සම නිල් පැහැයක් පෙන්වන අතර සෞඛ්‍යයට අහිතකර ලෙස පෙනේ. සමේ වර්ණයට ගැලපෙන පරිදි, යකඩ ඔක්සයිඩ් වැනි රතු වර්ණක බොහෝ විට මුල් අවධියේදී රූපලාවන්‍ය සූත්‍රවලට එකතු කරනු ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, නැනෝ-TiO2 _ 2 සහ යකඩ ඔක්සයිඩ් අතර ඝනත්වයේ සහ තෙතමනයේ වෙනස නිසා, පාවෙන වර්ණ බොහෝ විට සිදු වේ.
4. චීනයේ නැනෝ-TiO2 නිෂ්පාදන තත්ත්වය
චීනයේ නැනෝ-TiO2 _ 2 පිළිබඳ කුඩා පරිමාණ පර්යේෂණ ඉතා ක්‍රියාකාරී වන අතර, න්‍යායාත්මක පර්යේෂණ මට්ටම ලෝක උසස් මට්ටමට ළඟා වී ඇත, නමුත් ව්‍යවහාරික පර්යේෂණ සහ ඉංජිනේරු පර්යේෂණ සාපේක්ෂව පසුගාමී වන අතර බොහෝ පර්යේෂණ ප්‍රතිඵල කාර්මික නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කළ නොහැක. චීනයේ නැනෝ-TiO2 කාර්මික නිෂ්පාදනය ආරම්භ වූයේ 1997 දී, ජපානයට වඩා වසර 10 කට පසුවය.
චීනයේ නැනෝ-TiO2 නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය සහ වෙළඳපල තරඟකාරිත්වය සීමා කරන හේතු දෙකක් තිබේ:
① ව්‍යවහාරික තාක්ෂණ පර්යේෂණ පසුගාමීයි
සංයුක්ත පද්ධතිය තුළ නැනෝ-TiO2 හි ක්‍රියාවලි සහ බලපෑම් ඇගයීම එකතු කිරීමේ ගැටළු විසඳීමට යෙදුම් තාක්ෂණ පර්යේෂණ අවශ්‍ය වේ. බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල නැනෝ-TiO2 හි යෙදුම් පර්යේෂණ සම්පූර්ණයෙන්ම සංවර්ධනය කර නොමැති අතර, හිරු ආවරණ ආලේපන වැනි සමහර ක්ෂේත්‍රවල පර්යේෂණ තවමත් ගැඹුරු කළ යුතුය. ව්‍යවහාරික තාක්ෂණ පර්යේෂණවල ප්‍රමාදය හේතුවෙන්, චීනයේ නැනෝ-TiO2 _ 2 නිෂ්පාදනවලට විවිධ ක්ෂේත්‍රවල විශේෂ අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා අනුක්‍රමික වෙළඳ නාම සෑදිය නොහැක.
② නැනෝ-TiO2 මතුපිට ප්‍රතිකාර තාක්ෂණය තවදුරටත් අධ්‍යයනය කිරීම අවශ්‍ය වේ.
මතුපිට ප්‍රතිකාරයට අකාබනික මතුපිට ප්‍රතිකාර සහ කාබනික මතුපිට ප්‍රතිකාර ඇතුළත් වේ. මතුපිට ප්‍රතිකාර තාක්ෂණය මතුපිට ප්‍රතිකාර කාරක සූත්‍රය, මතුපිට ප්‍රතිකාර තාක්ෂණය සහ මතුපිට ප්‍රතිකාර උපකරණ වලින් සමන්විත වේ.
5. අවසාන අදහස්
සන්ස්ක්‍රීන් ආලේපනවල නැනෝ-TiO2 හි විනිවිදභාවය, පාරජම්බුල ආවරණ ක්‍රියාකාරිත්වය, විසරණය සහ ආලෝක ප්‍රතිරෝධය එහි ගුණාත්මකභාවය විනිශ්චය කිරීම සඳහා වැදගත් තාක්ෂණික දර්ශක වන අතර නැනෝ-TiO2 හි සංස්ලේෂණ ක්‍රියාවලිය සහ මතුපිට ප්‍රතිකාර ක්‍රමය මෙම තාක්ෂණික දර්ශක තීරණය කිරීමේ යතුර වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-04-2022