河北麦森二氧化钛纳米材料的介绍
纳米材料定义
纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料，它是一种典型的介观系统，处于原子族和宏观物体交界的过渡区域，既非微观系统，也非宏观系统，具有一系列特异的物理化学性质。纳米材料可分为两个层次，即纳米微粒和纳米固体。纳米微粒是指单个纳米尺寸的超微粒子，纳米微粒的集合体称为超微粉末或纳米粉。纳米固体是由纳米微粒聚集而成，它包括三维纳米块体、二维纳米薄膜和一维纳米线。纳米粒子(有时称为纳米晶)的特性主要有四方面效应：小尺寸效应、大比表面积、量子尺寸效应和量子隧道效应。
二氧化钛纳米材料的特性
二氧化钛纳米材料主要有三大特性：超微性、高效光催化活性和紫外吸收性。
二氧化钛纳米材料对皮肤的作用
经试验，一般情况下二氧化钛纳米材料只在皮肤角质层表面成膜，无法进入表皮、真皮及皮下组织，最可能进入皮肤的方式是进入毛囊孔。在皮肤表面容易被洗去。另外，有极少研究认为，二氧化钛纳米材料可通过皮肤角质层的细胞间隙而非毛囊孔进入皮肤颗粒层;也有研究认为，在使用含二氧化钛纳米材料的防晒剂时，会导致在田间作业的人特别是饮酒嗜好者对有毒除草剂通过皮肤吸收的增加。
二氧化钛纳米材料对皮肤功能的影响
二氧化钛纳米材料吸收紫外线后会产生自由基，极有可能对皮肤造成损伤。产生自由基的原理：由于二氧化钛纳米材料的电子结构是由价电子带和空轨道形成的导带构成的，当其受到紫外线照射时，比其禁带宽度(锐钛矿型为3.2eV，金红石型为3.0eV)能量大的光线被吸收，使价带的电子激发至导带，结果使价带产生空穴，形成容易移动且活性极强的电子-空穴对。这样的电子-空穴对，一方面可以在发生各种氧化还原反应时相互之间又重新结合，以热量或者产生荧光的形式释放能量;另一方面可解离成在晶格中自由迁移到晶格表面或其它反应场所的自由空穴和自由电子，并立即被表面基团捕获。通常情况下，二氧化钛会使表面水活化产生表面羟基捕获自由空穴，形成羟基自由基，而游离的自由电子很快会与吸收态氧气结合产生超氧自由基。种种试验结果表明，二氧化钛纳米材料在紫外线的照射下，可能会使皮肤角质层失去抵御能力;在紫外线的照射下，二氧化钛纳米材料在人体皮肤上所产生(光催化反应)的ROS(活性氧族)会改变细胞的某些正常功能;二氧化钛纳米材料影响细胞行为的程度不取决于样品表面积，较小的纳米颗粒和较大的纳米颗粒效果相当，真正与细胞毒性紧密相关的是纳米颗粒的复合晶型。例如，锐钛矿型二氧化钛的毒性是等量金红石型二氧化钛的100倍，有最强细胞毒性的二氧化钛样本，同样也是最高效的活性氧基团的产生者。
如何消除防晒化妆品中二氧化钛纳米材料可能产生的氧活性基团
有研究发现，掺杂锰自后可以减少90%的自由基;有人也考虑改变二氧化钛的结构或者用沸石包裹二氧化钛纳米材料以减少光照下ROS在人体细胞中产生;加入抗氧化剂如谷光甘肽(GSH)和维生素E类似物TROLOX可以有效降低催化的蛋白质酪氨酸酶硝化。整体来讲，二氧化钛纳米材料作为惰性金属氧化物，性质相对稳定、无毒，可以比较安全地降低紫外线的强度。
