ন্যানোপ্রযুক্তি এবং ন্যানোম্যাটেরিয়ালস: সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানোমিটার টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড

ন্যানোপ্রযুক্তি এবং ন্যানোম্যাটেরিয়ালস: সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানোমিটার টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড

উদ্ধৃতি শব্দ

সূর্য থেকে নির্গত প্রায় ৫% রশ্মির মধ্যে অতিবেগুনী রশ্মি থাকে যার তরঙ্গদৈর্ঘ্য ≤৪০০ এনএম। সূর্যালোকে অতিবেগুনী রশ্মিকে ভাগ করা যায়: ৩২০ এনএম~৪০০ এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট দীর্ঘ-তরঙ্গ অতিবেগুনী রশ্মি, যাকে এ-টাইপ অতিবেগুনী রশ্মি (UVA) বলা হয়; ২৯০ এনএম থেকে ৩২০ এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট মাঝারি-তরঙ্গ অতিবেগুনী রশ্মিকে বি-টাইপ অতিবেগুনী রশ্মি (UVB) এবং ২০০ এনএম থেকে ২৯০ এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট স্বল্প-তরঙ্গ অতিবেগুনী রশ্মিকে সি-টাইপ অতিবেগুনী রশ্মি বলা হয়।

স্বল্প তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং উচ্চ শক্তির কারণে, অতিবেগুনী রশ্মির প্রচুর ধ্বংসাত্মক ক্ষমতা রয়েছে, যা মানুষের ত্বকের ক্ষতি করতে পারে, প্রদাহ বা রোদে পোড়া হতে পারে এবং গুরুতরভাবে ত্বকের ক্যান্সার তৈরি করতে পারে। UVB হল ত্বকের প্রদাহ এবং রোদে পোড়ার প্রধান কারণ।

১. ন্যানো TiO2 দিয়ে অতিবেগুনী রশ্মি থেকে রক্ষা করার নীতি

TiO _ 2 হল একটি N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর। সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ব্যবহৃত ন্যানো-TiO _ 2 এর স্ফটিক রূপ সাধারণত রুটাইল হয় এবং এর নিষিদ্ধ ব্যান্ড প্রস্থ 3.0 eV হয় যখন 400nm এর কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের UV রশ্মি TiO _ 2 কে বিকিরণ করে, তখন ভ্যালেন্স ব্যান্ডের ইলেকট্রন UV রশ্মি শোষণ করতে পারে এবং পরিবাহী ব্যান্ডে উত্তেজিত হতে পারে এবং একই সময়ে ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি হয়, তাই TiO _ 2 এর UV রশ্মি শোষণ করার কাজ রয়েছে। ছোট কণার আকার এবং অসংখ্য ভগ্নাংশের কারণে, এটি অতিবেগুনী রশ্মিকে ব্লক বা বাধা দেওয়ার সম্ভাবনাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।

2. সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানো-TiO2 এর বৈশিষ্ট্য

২.১

উচ্চ UV শিল্ডিং দক্ষতা

সানস্ক্রিন প্রসাধনীগুলির অতিবেগুনী সুরক্ষা ক্ষমতা সূর্য সুরক্ষা ফ্যাক্টর (SPF মান) দ্বারা প্রকাশ করা হয় এবং SPF মান যত বেশি হবে, সানস্ক্রিনের প্রভাব তত ভালো হবে। সানস্ক্রিন পণ্য দিয়ে আবৃত ত্বকের জন্য সর্বনিম্ন সনাক্তযোগ্য এরিথেমা তৈরি করতে প্রয়োজনীয় শক্তির অনুপাত এবং সানস্ক্রিন পণ্য ছাড়াই ত্বকের জন্য একই মাত্রার এরিথেমা তৈরি করতে প্রয়োজনীয় শক্তির অনুপাত।

যেহেতু ন্যানো-TiO2 অতিবেগুনী রশ্মি শোষণ করে এবং ছড়িয়ে দেয়, তাই এটি দেশে এবং বিদেশে সবচেয়ে আদর্শ শারীরিক সানস্ক্রিন হিসাবে বিবেচিত হয়। সাধারণভাবে, ন্যানো-TiO2 এর UVB রক্ষা করার ক্ষমতা ন্যানো-ZnO এর তুলনায় 3-4 গুণ বেশি।

২.২

উপযুক্ত কণা আকার পরিসীমা

ন্যানো-TiO2 এর অতিবেগুনী রশ্মি রক্ষা করার ক্ষমতা তার শোষণ ক্ষমতা এবং বিচ্ছুরণ ক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। ন্যানো-TiO2 এর মূল কণার আকার যত ছোট হবে, অতিবেগুনী রশ্মি শোষণ ক্ষমতা তত বেশি শক্তিশালী হবে। Rayleigh এর আলো বিচ্ছুরণের সূত্র অনুসারে, বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অতিবেগুনী রশ্মির সাথে ন্যানো-TiO2 এর সর্বাধিক বিচ্ছুরণ ক্ষমতার জন্য একটি সর্বোত্তম মূল কণার আকার রয়েছে। পরীক্ষাগুলি আরও দেখায় যে অতিবেগুনী রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত বেশি হবে, ন্যানো-TiO2 এর রক্ষা করার ক্ষমতা তার বিচ্ছুরণ ক্ষমতার উপর বেশি নির্ভর করে; তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত কম হবে, তার রক্ষা করার ক্ষমতা তত বেশি তার শোষণ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে।

২.৩

চমৎকার বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং স্বচ্ছতা

ন্যানো-TiO2 এর মূল কণার আকার ১০০ ন্যানোমিটারের নিচে, যা দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে অনেক কম। তাত্ত্বিকভাবে, ন্যানো-TiO2 সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছুরিত হলে দৃশ্যমান আলো প্রেরণ করতে পারে, তাই এটি স্বচ্ছ। ন্যানো-TiO2 এর স্বচ্ছতার কারণে, সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে যোগ করলে এটি ত্বককে ঢেকে রাখবে না। অতএব, এটি প্রাকৃতিক ত্বকের সৌন্দর্য প্রদর্শন করতে পারে। সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানো-TiO2 এর একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হল স্বচ্ছতা। প্রকৃতপক্ষে, সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানো-TiO2 স্বচ্ছ কিন্তু সম্পূর্ণ স্বচ্ছ নয়, কারণ ন্যানো-TiO2-তে ছোট কণা, বৃহৎ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং অত্যন্ত উচ্চ পৃষ্ঠ শক্তি রয়েছে এবং এটি সহজেই সমষ্টি তৈরি করে, ফলে পণ্যের বিচ্ছুরণ এবং স্বচ্ছতা প্রভাবিত হয়।

২.৪

ভালো আবহাওয়া প্রতিরোধ ক্ষমতা

সানস্ক্রিন প্রসাধনী তৈরির জন্য ন্যানো-টিআইও 2-এর নির্দিষ্ট আবহাওয়া প্রতিরোধ ক্ষমতা (বিশেষ করে আলো প্রতিরোধ ক্ষমতা) প্রয়োজন। যেহেতু ন্যানো-টিআইও 2-তে ছোট কণা এবং উচ্চ কার্যকলাপ রয়েছে, তাই এটি অতিবেগুনী রশ্মি শোষণের পরে ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি করবে এবং কিছু ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হবে, যার ফলে ন্যানো-টিআইও 2-এর পৃষ্ঠে শোষিত জলে পারমাণবিক অক্সিজেন এবং হাইড্রোক্সিল র্যাডিকেল তৈরি হবে, যার শক্তিশালী জারণ ক্ষমতা রয়েছে। এটি মশলার পচনের কারণে পণ্যের বিবর্ণতা এবং গন্ধ সৃষ্টি করবে। অতএব, সিলিকা, অ্যালুমিনা এবং জিরকোনিয়ার মতো এক বা একাধিক স্বচ্ছ বিচ্ছিন্নতা স্তর ন্যানো-টিআইও 2-এর পৃষ্ঠে আবরণ করতে হবে যাতে এর আলোক-রাসায়নিক কার্যকলাপ বাধাগ্রস্ত হয়।

৩. ন্যানো-TiO2 এর প্রকারভেদ এবং উন্নয়নের প্রবণতা

৩.১

ন্যানো-TiO2 পাউডার

ন্যানো-TiO2 পণ্যগুলি কঠিন পাউডার আকারে বিক্রি হয়, যা ন্যানো-TiO2 এর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য অনুসারে হাইড্রোফিলিক পাউডার এবং লিপোফিলিক পাউডারে ভাগ করা যায়। জল-ভিত্তিক প্রসাধনীতে হাইড্রোফিলিক পাউডার ব্যবহার করা হয়, যখন তেল-ভিত্তিক প্রসাধনীতে লিপোফিলিক পাউডার ব্যবহার করা হয়। হাইড্রোফিলিক পাউডারগুলি সাধারণত অজৈব পৃষ্ঠ চিকিত্সার মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়। এই বিদেশী ন্যানো-TiO2 পাউডারগুলির বেশিরভাগই তাদের প্রয়োগ ক্ষেত্র অনুসারে বিশেষ পৃষ্ঠ চিকিত্সার মধ্য দিয়ে গেছে।

৩.২

ত্বকের রঙ ন্যানো TiO2

যেহেতু ন্যানো-TiO2 কণাগুলি সূক্ষ্ম এবং দৃশ্যমান আলোতে কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের নীল আলো ছড়িয়ে দেওয়া সহজ, তাই সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে যোগ করলে ত্বক নীল রঙ দেখাবে এবং অস্বাস্থ্যকর দেখাবে। ত্বকের রঙের সাথে মিল রাখার জন্য, প্রাথমিক পর্যায়ে আয়রন অক্সাইডের মতো লাল রঙ্গকগুলি প্রায়শই প্রসাধনী সূত্রে যোগ করা হয়। তবে, ন্যানো-TiO2 _ 2 এবং আয়রন অক্সাইডের মধ্যে ঘনত্ব এবং ভেজাতার পার্থক্যের কারণে, প্রায়শই ভাসমান রঙ দেখা যায়।

৪. চীনে ন্যানো-TiO2 এর উৎপাদন অবস্থা

চীনে ন্যানো-TiO2 _ 2 এর উপর ক্ষুদ্রাকৃতির গবেষণা খুবই সক্রিয়, এবং তাত্ত্বিক গবেষণার স্তর বিশ্ব উন্নত স্তরে পৌঁছেছে, কিন্তু প্রয়োগিক গবেষণা এবং প্রকৌশল গবেষণা তুলনামূলকভাবে পিছিয়ে রয়েছে, এবং অনেক গবেষণার ফলাফল শিল্প পণ্যে রূপান্তরিত করা যায় না। চীনে ন্যানো-TiO2 এর শিল্প উৎপাদন 1997 সালে শুরু হয়েছিল, জাপানের চেয়ে 10 বছরেরও বেশি সময় পরে।

চীনে ন্যানো-TiO2 পণ্যের মান এবং বাজার প্রতিযোগিতা সীমিত করার দুটি কারণ রয়েছে:

① ফলিত প্রযুক্তি গবেষণা পিছিয়ে আছে

প্রয়োগ প্রযুক্তি গবেষণার জন্য যৌগিক ব্যবস্থায় ন্যানো-TiO2 এর প্রক্রিয়া এবং প্রভাব মূল্যায়ন যোগ করার সমস্যাগুলি সমাধান করা প্রয়োজন। অনেক ক্ষেত্রে ন্যানো-TiO2 এর প্রয়োগ গবেষণা সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হয়নি এবং কিছু ক্ষেত্রে, যেমন সানস্ক্রিন প্রসাধনী, গবেষণা এখনও গভীরতর করা প্রয়োজন। প্রয়োগ প্রযুক্তি গবেষণার বিলম্বের কারণে, চীনের ন্যানো-TiO2 _ 2 পণ্যগুলি বিভিন্ন ক্ষেত্রের বিশেষ প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য সিরিয়াল ব্র্যান্ড গঠন করতে পারে না।

② ন্যানো-TiO2 এর পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রযুক্তির আরও অধ্যয়ন প্রয়োজন

পৃষ্ঠ চিকিত্সার মধ্যে অজৈব পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং জৈব পৃষ্ঠ চিকিত্সা অন্তর্ভুক্ত। পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রযুক্তি পৃষ্ঠ চিকিত্সা এজেন্ট সূত্র, পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রযুক্তি এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা সরঞ্জাম নিয়ে গঠিত।

৫. সমাপনী মন্তব্য

সানস্ক্রিন প্রসাধনীতে ন্যানো-TiO2 এর স্বচ্ছতা, অতিবেগুনী রশ্মির সুরক্ষা কর্মক্ষমতা, বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং আলো প্রতিরোধ ক্ষমতা এর গুণমান বিচার করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত সূচক এবং ন্যানো-TiO2 এর সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা পদ্ধতি এই প্রযুক্তিগত সূচকগুলি নির্ধারণের মূল চাবিকাঠি।