防曬霜你選對(duì)了嗎？
70年代以前，美黑是健美的標(biāo)志。但今天人們認(rèn)識(shí)到過(guò)度曝曬是皮膚保健的大敵。當(dāng)紫外線輻射在皮膚上照射過(guò)度時(shí)，皮膚的免疫系統(tǒng)會(huì)被破壞。紫外線照射過(guò)度不僅容易導(dǎo)致皮膚松弛長(zhǎng)皺紋，還易引起皮膚黃變，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)皮膚癌。因此，防曬成了當(dāng)下的熱門(mén)話題。
納米技術(shù)是21世紀(jì)的三項(xiàng)偉大發(fā)明之一。納米二氧化鈦具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、安全無(wú)毒、遮蓋力強(qiáng)、較低的腐蝕性、良好的分散性，還兼有殺菌除臭的作用。更為重要的是，納米二氧化鈦粒徑小、能夠較好的滲透到皮膚深層，從而達(dá)到吸收紫外線，反射、散射紫外線的作用。因此，市面上大多數(shù)的防曬產(chǎn)品中都有納米二氧化鈦的身影。
瑞芯智造（深圳）科技有限公司開(kāi)發(fā)的納米庫(kù)爾特粒度儀（nanocoulter），采用固態(tài)納米孔技術(shù)，以經(jīng)典的庫(kù)爾特原理（電阻感應(yīng)脈沖rps）為底層原理，具有精度高，分辨率高，多維度，測(cè)量范圍寬，檢測(cè)速度快等優(yōu)勢(shì)。對(duì)納米二氧化鈦進(jìn)行單顆粒檢測(cè)，測(cè)試得到的粒徑、濃度數(shù)據(jù)穩(wěn)定準(zhǔn)確。
01納米二氧化鈦防曬機(jī)理
紫外線是太陽(yáng)光中重要組成部分之一，其波長(zhǎng)可以分為三種波段。其中 uvc是短波，會(huì)被臭氧層吸收阻擋，無(wú)法到達(dá)地面，對(duì)人體無(wú)傷害作用。因此紫外線中的uva 和uvb 才是對(duì)人體皮膚造成傷害的主要波段。納米二氧化鈦由于具有高折光性和高光活性，一直被作為一種主要的防曬劑。納米二氧化鈦的抗紫外線能力與其粒徑有關(guān)，當(dāng)納米二氧化鈦粒徑≤300nm時(shí)，對(duì)波長(zhǎng)在190~400nm之間的紫外線，防曬機(jī)理以反射、散射為主；當(dāng)納米二氧化鈦的粒徑＜200nm時(shí)，對(duì)中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線的防曬機(jī)理是簡(jiǎn)單的遮蓋，防曬能力較弱；當(dāng)納米二氧化鈦的粒徑在30~100nm之間時(shí)，對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)，對(duì)紫外線的屏蔽效果很好，其防曬機(jī)理是吸收紫外線。綜上所述，納米二氧化鈦對(duì)不同波長(zhǎng)紫外線的防曬機(jī)理不一樣。當(dāng)紫外線的波長(zhǎng)比較長(zhǎng)時(shí)，納米二氧化鈦的屏蔽性能取決于其散射能力；當(dāng)紫外線的波長(zhǎng)較短時(shí)，其屏蔽性能取決于其吸收能力。
納米級(jí)的二氧化鈦屏蔽紫外線是由吸收能力和散射能力共同決定的。原始粒徑越小的納米二氧化鈦對(duì)紫外線吸收能力越強(qiáng)。然而，納米級(jí)二氧化鈦的粒徑也并非越小越好。由于納米二氧化鈦粒子存在不可避免的團(tuán)聚現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致納米二氧化鈦不利于分散，易堵塞皮膚的毛孔，不利于透氣和汗液排除。一般認(rèn)為，當(dāng)其粒徑在 30~100 nm之間時(shí)，對(duì)紫外線的屏蔽效果很好，同時(shí)能透過(guò)可見(jiàn)光，使皮膚更富自然美。
02二氧化鈦的粒徑、濃度表征方法
通常使用電子顯微鏡進(jìn)行納米顆粒的表征，然后輔以光譜、能量色散x射線和x射線衍射檢測(cè)，綜合表征納米顆粒。由于這些方法的操作復(fù)雜、時(shí)間較長(zhǎng)、儀器價(jià)格較高等局限性。近些年又出現(xiàn)了一些新的納米粒子檢測(cè)和分析技術(shù)，如電阻感應(yīng)脈沖（rps）檢測(cè)方法。rps即庫(kù)爾特原理，是iso 13319-1:2021國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)訂定的顆粒粒度與計(jì)數(shù)分析技術(shù)，是一種單顆粒檢測(cè)技術(shù)。電解液中的顆粒通過(guò)納米孔時(shí)，導(dǎo)致電極間電阻發(fā)生瞬時(shí)變化，從而產(chǎn)生電流的瞬時(shí)變化。通過(guò)產(chǎn)生的電脈沖，記錄每一個(gè)過(guò)孔的顆粒，獲得粒徑分布，濃度，zeta電位等參數(shù)。測(cè)量結(jié)果不受顏色或折射率的影響，根據(jù)單顆粒的真實(shí)體積直接測(cè)量粒度，擁有媲美電鏡的粒徑精度。
筆者采用納米庫(kù)爾特粒度儀，針對(duì)市面上防曬產(chǎn)品進(jìn)行了測(cè)評(píng)。明顯可以看看出，1#、2#兩款防曬產(chǎn)品中小顆粒分布在60-100nm的較多，3#、4#兩款產(chǎn)品的大顆粒較多。筆者根據(jù)價(jià)格對(duì)這四款產(chǎn)品進(jìn)行了排序。雖然2#產(chǎn)品的價(jià)格較1#產(chǎn)品低了一倍，但是粒度分布跟1#十分相似，只不過(guò)2#產(chǎn)品中有一小部分的大顆粒。2#產(chǎn)品不愧是“平價(jià)戰(zhàn)斗機(jī)”，便宜不一定沒(méi)好貨。
這四款產(chǎn)品，筆者親身試用了一段時(shí)間。1#防曬產(chǎn)品質(zhì)地水潤(rùn)，流動(dòng)性強(qiáng)，上臉很好推開(kāi)，不會(huì)泛白搓泥。2#防曬產(chǎn)品奶油質(zhì)地，上臉清爽易推開(kāi)，膚感潤(rùn)而不油。3#防曬產(chǎn)品，乳液質(zhì)地有點(diǎn)假白，成膜速度慢。4#防曬產(chǎn)品，流動(dòng)性較差，上臉粘膩，容易搓泥。綜上所述，顆粒大小在30-100nm的之間的防曬產(chǎn)品，使用效果更好。
總結(jié)：
納米庫(kù)爾特粒度儀（電阻法rps）在納米二氧化鈦研發(fā)應(yīng)用中有以下優(yōu)勢(shì)：
1.方便快捷，可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
2.精準(zhǔn)的濃度測(cè)量，可分析不同粒徑范圍內(nèi)的顆粒濃度。
3.單顆粒檢測(cè)，大小顆粒之間無(wú)互相影響，可得到真實(shí)的粒徑分布數(shù)據(jù)。
4.直接檢測(cè)二氧化鈦體積粒徑，粒徑準(zhǔn)確度媲美電鏡。