การเปรียบเทียบสารเคมีและสารกันแดด

โดยทั่วไปแล้วโช้คอัลตร้าไวโอเลตนั้นเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างของอะโรเมติกหรือโครงสร้าง chromophore กลไกหลักของการกระทำของ UV absorber คือการใช้ระบบ conjugate แบบปิดและอาศัยการเปลี่ยนรูปแบบπ-π * เพื่อดูดซับโฟตอนเมื่อวงโคจรของโมเลกุลทั้งสองอยู่ใกล้พอที่จะเกิดวงโคจรโมเลกุลที่เสื่อมสภาพสองอันหนึ่งที่มีพลังงานสูงและ หนึ่งที่มีพลังงานต่ำ โดยทั่วไปแล้วโช้คอัพรูปถ่ายมีความเสถียรและพลังงานหลังจากการดูดซับโฟตอนสามารถสร้างควอนตัมเรโซแนนซ์ (ส่วนใหญ่) ผ่านการสั่นพ้องของโมเลกุลหรือปล่อยโดยการเรืองแสงและฟอสฟอเรสเซนซ์

โครงสร้างโมเลกุลของ DHHB มีการสะท้อนที่สมบูรณ์แบบและการถ่ายโอนไฮโดรเจนไอออน เมื่อโมเลกุล DHHB ดูดซับแสงอุลตร้าไวโอเล็ตพลังงานจะถูกดูดซับผ่านการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างวงแหวนเบนซีนและไฮโดรเจนไอออนที่อยู่ติดกันในโมเลกุลและโครงสร้างโมเลกุลทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนชั่วคราว หลังจากโมเลกุลค่อยๆปล่อยพลังงานออกมาโครงสร้างโมเลกุลของ DHHB จะกลับสู่สภาพดั้งเดิม

แผนภาพการกระจายตัวของครีมกันแดดทางกายภาพ

ไทเทเนียมไดออกไซด์และซิงค์ออกไซด์เป็นวัสดุทางกายภาพของครีมกันแดดที่ได้รับการรับรอง การใช้ครีมกันแดดทางกายภาพเหล่านี้ในครีมกันแดดเป็นหลักผ่านการดูดซึมเพื่อลดทอนรังสียูวีและถูกทับด้วยการกระจายบางส่วน ในฐานะที่เป็นผลึกอนุภาคขนาดเล็ก (10-100 นาโนเมตร) วัสดุเหล่านี้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีพลังงานช่องว่างแถบความถี่สูงระหว่างวงวาเลนซ์และวงการนำ ช่องว่างของแถบคริสตัลจำนวนมากอยู่ในช่วงของพลังงานที่สอดคล้องกับความยาวคลื่นระหว่าง 380 และ 420 นาโนเมตร อนุภาคหลักที่มีขนาดเล็กจะมีพลังงานช่องว่างของแถบความถี่สูงกว่าและการดูดซับของแสงอัลตราไวโอเลตโดยการยกอิเล็กตรอนจากวาเลนซ์ไปยังวงการนำไฟฟ้า

ส่วนประกอบทั้งสองนี้เป็นสารกึ่งตัวนำ ยกตัวอย่างไทเทเนียมไดออกไซด์หลังจากตื่นเต้นกับรังสีอัลตราไวโอเลตมันเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N เมื่อแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 400 นาโนเมตรอิเล็กตรอนบน interlayer ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและตื่นเต้นที่จะสร้างหลุมอิเล็กตรอนดังนั้นไทเทเนียมไดออกไซด์จึงมีหน้าที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต

จากนั้นเมื่อไรที่สารกันแดดทางกายภาพของนาโน - ไทเทเนียมไดออกไซด์เมื่อถูกดูดซึมในผลิตภัณฑ์ครีมกันแดดมันจะทำหน้าที่เหมือนการกระเจิงเมื่อไร? เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับขนาดของอนุภาค การทดลองแสดงให้เห็นว่ายิ่งความยาวคลื่นของแสงอุลตร้าไวโอเลตนานขึ้นการป้องกันของไดออกไซด์นาโนไททาเนียมขึ้นอยู่กับการดูดซับ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าในแถบ UVB นั้นไทเทเนียมไดออกไซด์จะถูกดูดซึมเป็นส่วนใหญ่ในขณะที่ในแถบ UVA นั้นนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์จะกระจายตัวเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นเพื่อให้ได้การป้องกันรังสี UV ที่หลากหลายจึงจำเป็นต้องมีทั้งการดูดซับและการกระเจิงจึงมีขนาดอนุภาคหลักที่เหมาะสมของไทเทเนียมไดออกไซด์ไม่เล็กเท่าที่จะทำได้ เมื่อพิจารณาการรวมตัวกันของนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าขนาดอนุภาคที่เหมาะสมของไทเทเนียมไดออกไซด์ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตคือ 20-50 นาโนเมตร แน่นอนขนาดของอนุภาคเป็นเพียงตัวบ่งชี้ของครีมกันแดดทางกายภาพที่จำเป็นในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ครีมกันแดดและจำเป็นต้องพิจารณาตัวบ่งชี้ทางเทคนิคจำนวนมาก