Ķīmisko sauļošanās līdzekļu un fizisko sauļošanās līdzekļu salīdzinājums

Ultravioleto staru absorbētājs parasti ir organisks savienojums ar aromātisku struktūru vai hromofora struktūru. Galvenais UV absorbētāja darbības mehānisms ir slēgtas konjugētas sistēmas izmantošana un paļaušanās uz π-π * pāreju, lai absorbētu fotonus, kad divi π molekulārie orbitāli ir pietiekami tuvu, tiek izveidotas divas deģenerētas molekulārās orbitāles, vienā ar lielu enerģiju un viens ar zemu enerģijas līmeni. Kopumā absorbētājs ir fotostabils, un enerģija pēc fotonu absorbcijas var radīt rezonanses kvantu (galvenokārt) caur molekulāro rezonansi vai atbrīvošanu ar fluorescences un fosforescences palīdzību, un molekulas atgriezeniskā izomerizācija maina absorbētāju no ierosinātā stāvokļa uz vienmērīgu stāvokli.

DHHB molekulārajai struktūrai ir nevainojama rezonanse un ūdeņraža jonu pārneses efekts. Kad DHHB molekulas absorbē ultravioleto gaismu, enerģija tiek absorbēta, mainot benzola gredzena struktūru un molekulā esošos blakus esošos ūdeņraža jonus, un visa molekulārā struktūra tiks īslaicīgi mainīta. Pēc tam, kad molekula lēnām atbrīvo enerģiju, DHHB molekulārā struktūra atgriežas sākotnējā stāvoklī.

Sauļošanās fiziskā izkliedes diagramma

Titāna dioksīds un cinka oksīds ir divi apstiprināti fiziski sauļošanās materiāli. Šo fizisko saules aizsarglīdzekļu lietošana saules aizsarglīdzekļos galvenokārt notiek ar absorbciju, lai mazinātu UV starus, un to pārklāj ar nelielu izkliedi. Šie materiāli kā mazi daļiņu kristāli (10–100 nm) ir pusvadītāji, kuriem ir liela joslu spraugas enerģija starp valences joslu un vadītspējas joslu. Lielapjoma kristāla joslu atstarpe ir enerģijas diapazonā, kas atbilst viļņa garumam no 380 līdz 420 nm. Jo mazākas ir primārās daļiņas, jo augstāka ir joslas spraugas enerģija un ultravioletās gaismas absorbcija, paaugstinot elektronus no valences uz vadītspējas joslu.

Abas šīs sastāvdaļas būtībā ir pusvadītāji. Par piemēru ņemot titāna dioksīdu, pēc satraukuma ar ultravioletajiem stariem tas ir N veida pusvadītājs. Apstarojot ultravioleto gaismu, kuras viļņa garums ir mazāks par 400 nm, starpslāņa elektroni absorbē ultravioletos starus un tiek satraukti, veidojot elektronu caurumus, lai titāna dioksīdam būtu ultravioleto staru absorbcijas funkcija.

Tad, kad ir nano-titāna dioksīda fiziskais sauļošanās līdzeklis, kad tas ir absorbēts sauļošanās līdzeklī, kad tas darbojas kā izkliedes efekts? Tas ir saistīts ar tā daļiņu lielumu. Eksperimenti parādīja, ka, jo garāks ultravioletā starojuma viļņa garums, nano-titāna dioksīda ekranēšana ir atkarīga no tā absorbcijas. Tāpēc ir iedomājams, ka UVB joslā titāna dioksīds galvenokārt ir absorbcija, savukārt UVA joslā nanotitāna dioksīds galvenokārt izkliedējas. Tāpēc, lai sasniegtu plašu UV aizsardzības diapazonu, ir nepieciešama gan absorbcija, gan izkliede, tāpēc ir optimāls titāna dioksīda primāro daļiņu lielums, kas nav pēc iespējas mazāks. Ņemot vērā nanotitāna dioksīda aglomerāciju, parasti tiek uzskatīts, ka ultravioletā starojuma titāna dioksīda optimālais daļiņu lielums ir 20-50 nm. Protams, daļiņu lielums ir tikai fiziskā sauļošanās līdzekļa rādītājs, kas vajadzīgs, lai izstrādātu sauļošanās līdzekļus, un ir jāņem vērā daudzi tehniskie rādītāji.