کرم های ضد آفتاب نانویی چگونه کار می کنند؟
صنایع آرایشی از اکسیدهای غیرآلی نظیر اکسید روی و تیتانیم، استفاده می‌کنند، اما استفاده از این اکسیدها به علت خاصیت سفیدکنندگی روی پوست محدود است. سفیدی به طور مستقیم با پخش نور رابطه دارد. به طور کلی با کاهش اندازه ذرات، شاهد افزایش جذب نور ماوراءبنفش توسط ذرات و کاهش پدیده سفیدی هستیم.
وقتی ماده نوردهی شود، پدیده‌های زیر دیده می‌شوند:
1. عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هیچ تأثیر متقابلی است؛
2. نورِ نافذ که منجر به پخش نور می‌شود؛
3. انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آینه رخ می‌دهد؛
4. انعکاس نفوذی که منجر به پخش نور از سطح می‌شود.
پخش نور و اندازه ذرات:
شدت نور پخش‌شده به وسیله یک تک‌ذره، تابعی از اندازه ذره است. با افزایش اندازه ذرات، نور مرئی به علت برخورد با ذرات پخش می‌شود و با برگشت نور به چشم، ذرات سفید دیده می‌شوند. بنابراین، برای کاهش تأثیر سفیدی، کاهش اندازه دانه راهی است بسیار مؤثر.
جذب اشعه ماوراءبنفش و بهترین اندازه ذره:
نور ماوراءبنفش (UV) طول موج کمتر از نور مرئی و انرژی بیشتر از نور مرئی دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماوراءبنفش از مهم‌ترین علل آسیب‌های پوستی و سرطان پوست است. جذب UV در مواد غیرآلی نظیر TiO2 و ZnO ناشی از:
اکسید روی و اکسید تیتانیم نیمه‌هادی‌اند و به‌شدت نور UV را جذب و نور مرئی را عبور می‌دهند. سازوکارِ جذب UV در این مواد شامل مصرف انرژی فوتون برای تهییج الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانایی است.
با ریزتر شدن ذرات، علاوه بر این که در مسیر نور UV ذرات بیشتری برای جذب فاصله باند وجود دارند، نور UV بیشتر پخش خواهد شد. بنابراین، عبور این نور کاهش می‌یابد. جذب فاصله باند به طور کلی تابعی از تعداد اتم‌هایی است که در مسیر نور UV قرار گرفته‌اند. بر اساس تحقیقات تجربی، با کاهش اندازه ذرات، به علت کم شدن فاصله بین آن‌ها برای عبور نور UV، شاهد عبور کمترِ این اشعه هستیم. این موضوع در شکل شماره 5 نشان داده شده است. با توجه به این شکل، در محدوده نور فرابنفش (زیر 400 نانومتر) با کاهش اندازه ذرات، عبور نور کمتر خواهد شد.
SPF چیست؟
کرم‌های ضدآفتاب بر اساس میزان توانایی آن‌ها در جذب و دفع اشعه UV درجه‌بندی می‌شوند. این معیار Sun Protection Factor یا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF15 یا SPF20 نشان‌گر آن هستند که مصرف‌کننده آن، قبل از این که دچار آفتاب‌سوختگی بشود، تا چه حد می‌تواند زیر نور آفتاب بماند. برای مثال، شما می‌توانید بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقیقه زیر نور خورشید باقی بمانید و احساس سوختگی نکنید. هنگامی که از کرم ضدآفتاب استفاده می‌کنید، می‌توانید زمان 10 دقیقه را ضرب در میزان SPF کرم کنید و به مقدار زمان به دست آمده زیر آفتاب بمانید. اگر SPF کرم شما 15 باشد، شما 150 دقیقه یا 2 ساعت و نیم می‌توانید در آفتاب بمانید. اگر پس از مدتی مجدداً از کرم استفاده کنید، میزان محافظت آن بیشتر می‌شود اما، در مقدار زمان ایمن آن تأثیری ندارد.