河北麥森二氧化鈦納米材料的介紹
納米材料定義
納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1-100nm)的材料，它是一種典型的介觀系統(tǒng)，處于原子族和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，既非微觀系統(tǒng)，也非宏觀系統(tǒng)，具有一系列特異的物理化學性質。納米材料可分為兩個層次，即納米微粒和納米固體。納米微粒是指單個納米尺寸的超微粒子，納米微粒的集合體稱為超微粉末或納米粉。納米固體是由納米微粒聚集而成，它包括三維納米塊體、二維納米薄膜和一維納米線。納米粒子(有時稱為納米晶)的特性主要有四方面效應：小尺寸效應、大比表面積、量子尺寸效應和量子隧道效應。
二氧化鈦納米材料的特性
二氧化鈦納米材料主要有三大特性：超微性、高效光催化活性和紫外吸收性。
二氧化鈦納米材料對皮膚的作用
經(jīng)試驗，一般情況下二氧化鈦納米材料只在皮膚角質層表面成膜，無法進入表皮、真皮及皮下組織，最可能進入皮膚的方式是進入毛囊孔。在皮膚表面容易被洗去。另外，有極少研究認為，二氧化鈦納米材料可通過皮膚角質層的細胞間隙而非毛囊孔進入皮膚顆粒層;也有研究認為，在使用含二氧化鈦納米材料的防曬劑時，會導致在田間作業(yè)的人特別是飲酒嗜好者對有毒除草劑通過皮膚吸收的增加。
二氧化鈦納米材料對皮膚功能的影響
二氧化鈦納米材料吸收紫外線后會產(chǎn)生自由基，極有可能對皮膚造成損傷。產(chǎn)生自由基的原理：由于二氧化鈦納米材料的電子結構是由價電子帶和空軌道形成的導帶構成的，當其受到紫外線照射時，比其禁帶寬度(銳鈦礦型為3.2eV，金紅石型為3.0eV)能量大的光線被吸收，使價帶的電子激發(fā)至導帶，結果使價帶產(chǎn)生空穴，形成容易移動且活性極強的電子-空穴對。這樣的電子-空穴對，一方面可以在發(fā)生各種氧化還原反應時相互之間又重新結合，以熱量或者產(chǎn)生熒光的形式釋放能量;另一方面可解離成在晶格中自由遷移到晶格表面或其它反應場所的自由空穴和自由電子，并立即被表面基團捕獲。通常情況下，二氧化鈦會使表面水活化產(chǎn)生表面羥基捕獲自由空穴，形成羥基自由基，而游離的自由電子很快會與吸收態(tài)氧氣結合產(chǎn)生超氧自由基。種種試驗結果表明，二氧化鈦納米材料在紫外線的照射下，可能會使皮膚角質層失去抵御能力;在紫外線的照射下，二氧化鈦納米材料在人體皮膚上所產(chǎn)生(光催化反應)的ROS(活性氧族)會改變細胞的某些正常功能;二氧化鈦納米材料影響細胞行為的程度不取決于樣品表面積，較小的納米顆粒和較大的納米顆粒效果相當，真正與細胞毒性緊密相關的是納米顆粒的復合晶型。例如，銳鈦礦型二氧化鈦的毒性是等量金紅石型二氧化鈦的100倍，有最強細胞毒性的二氧化鈦樣本，同樣也是最高效的活性氧基團的產(chǎn)生者。
如何消除防曬化妝品中二氧化鈦納米材料可能產(chǎn)生的氧活性基團
有研究發(fā)現(xiàn)，摻雜錳自后可以減少90%的自由基;有人也考慮改變二氧化鈦的結構或者用沸石包裹二氧化鈦納米材料以減少光照下ROS在人體細胞中產(chǎn)生;加入抗氧化劑如谷光甘肽(GSH)和維生素E類似物TROLOX可以有效降低催化的蛋白質酪氨酸酶硝化。整體來講，二氧化鈦納米材料作為惰性金屬氧化物，性質相對穩(wěn)定、無毒，可以比較安全地降低紫外線的強度。
