紫外線是太陽(yáng)光中對(duì)人體危害較大的一種光波。過(guò)度照射紫外線，會(huì)使皮膚產(chǎn)生紅斑、黑斑，使皮膚老化，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)皮膚癌。近年來(lái)，隨著人們對(duì)紫外線認(rèn)識(shí)的提高及保健意識(shí)的增強(qiáng)，防曬型化妝品的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用逐漸成為一個(gè)科研熱點(diǎn)。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。納米二氧化鈦因有著更為優(yōu)越的性能而被廣泛重視，被用于新型、優(yōu)質(zhì)防曬化妝品的研究和開(kāi)發(fā)，逐步顯示其特殊的優(yōu)越性和廣闊的應(yīng)用前景。
1 防曬機(jī)理
納米二氧化鈦（VK-T02）對(duì)紫外線的吸收機(jī)理可能是：納米二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)是由價(jià)電子帶和空軌道形成的傳導(dǎo)帶構(gòu)成的，當(dāng)其受紫外線照射時(shí)，比其禁帶寬度(約為2.3 eV)能量大的光線被吸收，使價(jià)帶的電子激發(fā)至導(dǎo)帶，結(jié)果使價(jià)電子帶缺少電子而發(fā)生空穴，形成容易移動(dòng)且活性極強(qiáng)的電子一空穴對(duì)。這樣的電子．空穴對(duì)一方面可以在發(fā)生各種氧化還原反應(yīng)時(shí)相互之間又重新結(jié)合，以熱量或產(chǎn)生熒光的形式釋放能量，另一方面可離解成在晶格中自由遷移到晶格表面或其它反應(yīng)場(chǎng)所的自由空穴和自由電子，并立即被表面基團(tuán)捕獲。通常情況下二氧化鈦會(huì)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(huì)與吸收態(tài)氧氣結(jié)合產(chǎn)生超氧自由基，因而還會(huì)將周?chē)募?xì)菌與病毒殺死。可見(jiàn)，紫外線照射、表面水活化程度及吸氧率是二氧化鈦光活性的3個(gè)基本條件。
正是由于納米二氧化鈦吸收紫外線后會(huì)產(chǎn)生自由基，從而會(huì)加速皮膚的老化，對(duì)皮膚造成危害。因此，在使用納米二氧化鈦(VK-T02)作為防曬劑的時(shí)候，要從減弱或消除3個(gè)基本條件入手，以減弱或根本消除其光活性，從而降低其危害性。
2 產(chǎn)品
德國(guó)BASF公司今年3月17日宣布，其在生產(chǎn)的化妝品中加入了微細(xì)二氧化鈦VK-T02 微粒，這是一種透明的紫外光濾光劑，BASF公司已準(zhǔn)備在全球上市這種含納米二氧化鈦VK-T02 的化妝品和防曬品。這種微細(xì)二氧化鈦具有超透明性，且能在不同的油中具有很好的相容穩(wěn)定性。二氧化鈦已被美國(guó)食品和藥物監(jiān)督局認(rèn)可為第一類(lèi)防曬物質(zhì)。
日本昭和電工公司（SDK）通過(guò)兼并的一家分公司（現(xiàn)為Showa Titanium Co., Ltd）生產(chǎn)微粒，其中FTX系列為30nm直徑的二氧化鈦VK-T02 顆粒，該公司還在納米粒子外涂上均勻的硅土薄層降低表面活性，增加透明度和提高其屏蔽紫外線的功能。Maxlight FTS具有納米顆粒的高度分散性和優(yōu)異的屏蔽UVB（波長(zhǎng)280～320nm）的功能。配方中加入少量FTS即可獲得較高的防曬系數(shù)值，還可使皮膚有很高的透明度。
3 專(zhuān)利
專(zhuān)利中述及的多為可用于化妝品的納米二氧化鈦微粒制造方法。法國(guó)Oreal公司1998年授權(quán)公告的美國(guó)專(zhuān)利US 5756110，這種穩(wěn)定且均相的VK-T02 防曬品適合于保護(hù)人類(lèi)皮膚或頭發(fā)的光照，減少UV-A和或UV-B，特別是太陽(yáng)光輻射損害，并顯示出良好的透明性，其由存儲(chǔ)穩(wěn)定的超細(xì)油水乳液組成，乳液中含有均相的無(wú)機(jī)物分散微粒，如二氧化鈦納米VK-T02 粒子，直徑可在10～50nm之間。
Laboratoires Expanscience2005年授權(quán)公告的美國(guó)專(zhuān)利US 6919071，其也是將無(wú)機(jī)防曬劑包裹在油水乳液中，無(wú)機(jī)粒子可以是納米二氧化鈦VK-T02 。
將無(wú)離子水緩慢的滴加到四氯化鈦中，然后用無(wú)機(jī)酸或者鹽的稀溶液將其稀釋?zhuān)訜岜氐眉{米級(jí)二氧化鈦乳液，將納米級(jí)二氧化鈦乳液用pH值小于5.2 的有機(jī)酸進(jìn)行洗滌、經(jīng)過(guò)濾膜過(guò)濾，然后脫除水和有機(jī)酸得納米級(jí)二氧化鈦粉體。應(yīng)用于涂料、化妝品、橡膠輪胎等領(lǐng)域。
4 標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)第一批納米的標(biāo)準(zhǔn)中包括了納米二氧化鈦的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GBT19591-2004，標(biāo)準(zhǔn)中將二氧化鈦分為銳鈦礦型(A)和金紅石型(R)兩類(lèi)。設(shè)立主含量、粒徑、團(tuán)聚指數(shù)、比表面積、白度、水分、pH、灼燒失重、表觀密度、重金屬物質(zhì)。重金屬物質(zhì)、有害雜質(zhì)指標(biāo)的設(shè)置，主要考慮作為化妝品、醫(yī)藥添加劑用。