Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

The Synthesis of Nano-sphere Titanium-oxide and Cosmetic Applications

광반사체로 사용되는 $TiO_2$ 나노구형체의 합성과 화장품으로의 적용 연구

  • Lee, Ji Hye (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Kyung Hee University) ;
  • Kim, Joon Woo (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Kyung Hee University) ;
  • Kim, Ji Man (Department of Chemistry, Sungkyunkwan University) ;
  • Choung, Suk-Jin (Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Kyung Hee University)
  • 이지혜 (경희대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김준우 (경희대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김지만 (성균관대학교 화학과) ;
  • 정석진 (경희대학교 공과대학 화학공학과)
  • Published : 2013.06.10
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Abstract

In this study, the $TiO_2$ nano spheres were synthesized by Sol-gel method to give an excellent UV-blocking effect and increase waste adsorption. The pH value was adjusted to obtain a superb UV-blocking effect and adsorption capacity due to the high surface area which is the characteristics of porosity. Base treated $TiO_2$ showed outstanding characteristics. The adsorption of gycerine onto the $TiO_2$ sample using TGA resulted in a high surface area of 1.16 mg/mg. This also showed a high reflectance in the UV-A region. In order to find the optimum dispersion, inorganic powder particles were maintained their sizes as 180 nm for about 6 months. The size of particles were measured using ester oil and silicon oil. Overall, the results reveal that $TiO_2$ has an excellent capability sunscreen in the UV-A region and skin waste adsorption.

본 연구에서 제조한 나노구형체 $TiO_2$는 자외선 차단 효과가 우수하면서도 노폐물 흡착을 하는 기능을 부여하기 위해 Sol-gel 방법으로 합성하였다. 다공성의 특성으로 높은 표면적에 의한 우수한 자외선 차단효과 및 흡착능력을 얻기 위해 pH를 조절하였다. 염기 처리한 $TiO_2$의 경우 가장 우수한 특성을 나타내었다. TGA로 글리세린을 흡착한 결과 1.16 mg의 높은 흡착 결과를 얻을 수 있었다. 또한 UV-A 영역에서 높은 반사율을 가지는 것을 확인하였다. 무기분체의 최적의 분산제를 찾기 위해 ester oil과 silicon oil를 사용하여 입도크기를 측정하였으며 180 nm정도의 입자로 약 6개월간 유지되었다. 이 결과를 통해, UV-A영역에서 우수한 능력을 가진 자외선 차단제로서 노폐물 흡착능력을 가진 $TiO_2$를 제조했으며 이로 인한 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. H. H. Kim, C. M. Shin, C. H. Park, and K. H. Kim, J. Lipid Res., 46, 1712 (2005). https://doi.org/10.1194/jlr.M500105-JLR200
  2. J. H. Chung, J. H. Han, J. E. Kim, E. S. Lee, H. S. Lee, C. S. Youn, H. C. Eun, and J. I. Youn, Korean Journal of Investigative Dermatology, 8, 78 (2001).
  3. Y. W. H. Wong, C. W. M. Yuen, M. Y. S. Leung, S. K. A. Ku, and H. L. I. Lam, AUTEX Research Journal, 6, 1 (2006).
  4. N. Akio and Y. Otsubo, Colloids and Surfaces A, 326, 92 (2008). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2008.05.019
  5. S. E. Boury, C. Couteau, L. Boulande, E. Paparis, and L. M. Coiffard, J. Pharmaceutics, 340, 1 (2007). https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2007.05.047
  6. D. W. Kim, S. W. Lee, H. S. Jung, J. Y. Kim, and H. H. Shin, J. Hydrogen Energy, 32, 3137 (2007). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2005.12.023
  7. R. M. Saybe et al., J. Soc. Cosmet. Chem., 41, 103 (1990).
  8. D. Fairgurst, Cosm. & Toil., 112, 81 (1997).
  9. J. P. Hewitt, Cosm. & Toil., 114, 59 (1999).
  10. S. H. Jang, M. J. Lee, K. H. Lee, H. J. Do, J. A. Kim, E. S. Kwon, M. H. Kim, J. H. Jang, and K. L Kimm, Journal of the Korean Beauty Art Society, 5, 89 (2011).
  11. D. J. Choi, J. Kor. Soc. Cosm., 11, 144 (2005).
  12. Y. H. Yun, A. R. Sim, R. K. Kim, B. R. Kim, G. H. Nam, and K. Y. Kim, Korean Journal of Aesthetic Society, 7, 57 (2009).
  13. B. S. Lee, D. J. Kang, and S. G. Kim, Theoriess and Applications of Chem. Eng., 8, 3845 (2002).
  14. J. Lee, J. Jeong, T. K. Yun, and J. Y. Bea, Appied Chemistry, 14, 21 (2010).
  15. Y. U. Ahn, E. J. Kim, H. T. Kim, and S. H. Hahn, Material Letter, 57, 4660 (2003). https://doi.org/10.1016/S0167-577X(03)00380-X
  16. L. Zhong, J. Hu, L. Wan, and W. Song, Chem. Commun., 1184, 1184 (2008).
  17. S. Rhie and Y. Kim, J. ENVIRON. TOXICOL., 21, 165 (2006).
  18. J. Y. Kim, Y. W. Rhee, and M. H. Han, Korean Chemica Engineering Research, 50, 551 (2012). https://doi.org/10.9713/kcer.2012.50.3.551
  19. T. Sugimoto, K. Okada, and H. Itoh, J. Colloid Interface Sci., 193, 140 (1997). https://doi.org/10.1006/jcis.1997.5037
  20. T. Sugimoto, K. Okada, and H. Itoh, J. Dispers. Sci. Technol., 19, 143 (1998). https://doi.org/10.1080/01932699808913169
  21. D. Bahnemann, A. Henglein, and L. Spanhel. Faraday Discuss. Chem. Soc., 78, 151 (1984). https://doi.org/10.1039/dc9847800151
  22. S. A. Ibrahim and S. Sreekantan, Advanced Materials Research, 173, 184 (2011).
  23. M. E. Simonsen and E. G. Sogaard, J. Sol-Gel Sci. Techol., 53, 485 (2010). https://doi.org/10.1007/s10971-009-2121-0