目前,被廣泛用作化妝品和防曬霜的紫外線防護材料的二氧化鈦,其安全性備受關注。由北海道大學材料研究所和廣島大學組成的研究小組開發了白鐵鏽(氧化鐵基材料),可穩定吸收紫外線(UV)的無色雙核鐵離子。它可以是氧化鈦的安全替代品。

 二氧化鈦在化妝品、日用品、食品、藥品、建築材料等中用作白色顏料、防紫外線材料(主要反射和解毒的散射材料)、光催化劑。但是,歐盟(EU)在2020年將其定為致癌分類第2類,並在法國禁止使用食品。日本對其使用沒有限制,但由於其對氧化鈦的依賴和市場規模,一直在尋找替代品。

 與水(或 OH 基團)配位的雙核鐵離子在吸收紫外線時表現出比二氧化鈦更多的光催化作用。它在自然界中普遍存在,如酶和蛋白質中,但合成困難且不穩定。作為二氧化鈦的替代材料,安全性和穩定性是個問題。

 這一次,研究小組通過將雙核鐵離子嵌入到具有精細結構的多孔二氧化矽粉末(白色)中,成功實現了穩定。得到的白色紫外線吸收劑降低了有害的光催化活性,使用這種粉末的防曬霜表現出與當前氧化鈦相當的性能和穩定性。

 現在我們已經獲得了用比二氧化鈦更安全的物質合成白色紫外線抑製劑(吸收和解毒的吸收劑)的指南,預計未來將應用於化妝品和防曬霜。此外,根據用於穩定化的多孔二氧化矽的微細結構,可以維持鐵雙核離子的高光催化作用,因此可以應用於空氣淨化器等光催化劑。

論文信息:[Materials Today Nano] 層狀矽酸鹽穩定 Diiron 以模擬紫外線屏蔽 TiO2 納米粒子

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