مقایسه کرم های ضد آفتاب شیمیایی و ضد آفتاب های فیزیکی

جاذب ماوراء بنفش به طور کلی یک ترکیب آلی با ساختار معطر یا ساختار کروموفور است. مکانیسم اصلی عمل جذب کننده اشعه ماوراء بنفش استفاده از یک سیستم مزدوج بسته و تکیه بر انتقال π-π * برای جذب فوتون ها است ، هنگامی که دو مدار مولکولی π π به اندازه کافی نزدیک باشند ، دو مدار مولکولی منحط انحطاط ایجاد می شود ، یکی با انرژی بالا و یکی با انرژی کم به طور کلی ، جاذب از نظر عکس پایدار است و انرژی پس از جذب فوتون می تواند کوانتوم رزونانس (عمدتا) را از طریق رزونانس مولکولی یا رها شدن توسط فلورسانس و فسفورسانس ایجاد کند و ایزومریزاسیون برگشت پذیر مولکول باعث جذب جاذب از حالت برانگیخته به حالت پایدار می شود.

ساختار مولکولی DHHB از رزونانس کامل و اثر انتقال یون هیدروژن برخوردار است. هنگامی که مولکول های DHHB نور ماوراء بنفش را جذب می کنند ، انرژی از طریق تغییر ساختار حلقه بنزن و یون های هیدروژن مجاور در مولکول جذب می شود و کل ساختار مولکولی به طور موقت تغییر می یابد. پس از اینکه مولکول به آرامی انرژی را آزاد می کند ، ساختار مولکولی DHHB به حالت اولیه خود باز می گردد.

نمودار پراکندگی ضد آفتاب فیزیکی

دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی دو ماده ضد آفتاب فیزیکی تایید شده است. استفاده از این کرم های ضد آفتاب در بدن در ضد آفتاب ها در درجه اول از طریق جذب برای کاهش اشعه ماوراء بنفش است و در اثر پراکندگی تحتانی قرار گرفته است. به عنوان بلورهای ذرات کوچک (10-100 نانومتر) ، این مواد نیمه هادی ها هستند که دارای یک انرژی شکاف باند بالا بین باند والانس و باند انتقال هستند. شکاف باند کریستال فله در محدوده انرژی متناسب با طول موج بین 380 و 420 نانومتر است. هر چه ذرات اولیه کوچکتر باشند ، انرژی شکاف باند بیشتر می شود و با بالا بردن الکترون ها از ولتاژ به باند انتقال ، نور ماوراء بنفش جذب می شود.

هر دو این مؤلفه ها در اصل نیمه هادی ها هستند. با استفاده از دی اکسید تیتانیوم به عنوان نمونه ، پس از هیجان اشعه ماوراء بنفش هیجان زده ، یک نیمه هادی از نوع N است. هنگامی که نور ماوراء بنفش با طول موج کمتر از 400 نانومتر تابش می شود ، الکترون های موجود در لایه بین لایه اشعه ماوراء بنفش را جذب می کنند و برای تولید حفره های الکترونیکی هیجان زده می شوند ، به طوری که دی اکسید تیتانیوم تابعی از جذب پرتوهای فرابنفش دارد.

سپس ، هنگامی که ضد آفتاب فیزیکی نانو تیتانیوم دی اکسید ، وقتی در محصول ضد آفتاب جذب می شود ، چه موقع به عنوان یک اثر پراکندگی عمل می کند؟ این مربوط به اندازه ذرات آن است. آزمایشات نشان داده اند که هر چه طول موج نور ماوراء بنفش طولانی تر باشد ، محافظت از دی اکسید نانو تیتانیوم به میزان جذب آن بستگی دارد. بنابراین ، قابل درک است که در باند UVB ، دی اکسید تیتانیوم به طور عمده جذب می شود ، در حالی که در باند UVA ، نانو دی اکسید تیتانیوم به طور عمده پراکنده است. بنابراین ، برای دستیابی به طیف گسترده ای از محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش ، هم جذب و هم پراکندگی لازم است ، بنابراین اندازه ذرات اولیه بهینه دی اکسید تیتانیوم وجود دارد ، نه به اندازه کوچک. با توجه به تجمع دی اکسید نانو تیتانیوم ، به طور کلی اعتقاد بر این است که اندازه بهینه ذرات دی اکسید تیتانیوم محافظ فرابنفش 20-50 نانومتر است. البته اندازه ذرات فقط یک شاخص از ضدآفتاب فیزیکی مورد نیاز در تولید محصولات ضد آفتاب است و بسیاری از شاخص های فنی لازم است در نظر گرفته شوند.