Sammenligning af kemiske solcremer og fysiske solcremer

Den ultraviolette absorber er generelt en organisk forbindelse med aromatisk struktur eller kromoforstruktur. Hovedmekanismen for virkningen af UV-absorber er at bruge et lukket konjugatsystem og stole på π-π * overgangen til at absorbere fotoner, når de to π molekylære orbitaler er tæt nok, dannes to degenererede molekylære orbitaler, en med høj energi og en med lav energi. Generelt er absorberen fotostabil, og energien efter absorption af fotoner kan generere resonanskvantum (hovedsageligt) gennem molekylær resonans eller frigivelse ved fluorescens og phosphorescens, og den reversible isomerisering af molekylet ændrer absorberen fra en ophidset tilstand til stabil tilstand.

Den molekylære struktur af DHHB har perfekt resonans og hydrogenionoverføringseffekt. Når DHHB-molekyler absorberer ultraviolet lys, absorberes energien gennem ændringen af benzenringstruktur og tilstødende hydrogenioner i molekylet, og hele molekylstrukturen ændres midlertidigt. Når molekylet langsomt frigiver energien, vender molekylstrukturen af DHHB tilbage til sin oprindelige tilstand.

Fysisk solcreme-spredningsdiagram

Titandioxid og zinkoxid er to godkendte fysiske solcreme-materialer. Brugen af disse fysiske solcremer i solcremer er primært gennem absorption for at dæmpe UV-strålerne og overlejres af en vis spredning. Som små partikelkrystaller (10-100 nm) er disse materialer halvledere med en høj båndgapenergi mellem valensbåndet og ledningsbåndet. Båndgabet i bulkkrystallen er inden for energiområdet svarende til en bølgelængde mellem 380 og 420 nm. Jo mindre de primære partikler er, jo højere er spaltenergien og absorptionen af ultraviolet lys ved at løfte elektroner fra valensen til ledningsbåndet.

Begge disse komponenter er i det væsentlige halvledere. Når man tager titandioxid som et eksempel, er det en N-type halvleder, efter at have været begejstret for ultraviolette stråler. Når ultraviolet lys med en bølgelængde på mindre end 400 nm bestråles, absorberer elektronerne på mellemlaget ultraviolette stråler og er begejstrede for at generere elektronhuller, så titandioxid har en funktion af at absorbere ultraviolette stråler.

Hvornår er den fysiske solcreme fra nanotitandioxid, når den absorberes i solcreme-produktet, hvornår fungerer den som en spredningseffekt? Dette er relateret til dets partikelstørrelse. Eksperimenter har vist, at jo længere bølgelængden for ultraviolet lys er, afskærmningen af nanotitandioxid afhænger af dens absorption. Så det kan tænkes, at i UVB-båndet er titandioxid hovedsageligt absorption, mens nano-titandioxid i UVA-båndet hovedsagelig spreder sig. For at opnå en bred vifte af UV-beskyttelse kræves både absorption og spredning, så der er en optimal primær partikelstørrelse af titandioxid, ikke så lille som muligt. I betragtning af agglomerering af nano-titandioxid antages det generelt, at den optimale partikelstørrelse af det ultraviolet-afskærmende titandioxid er 20-50 nm. Naturligvis er partikelstørrelse kun en indikator for den fysiske solcreme, der kræves i udviklingen af solcreme-produkter, og mange tekniske indikatorer skal overvejes.