تیتانیوم دی اکساید

توضیحات

دی اکسید تیتانیوم (Titanium Dioxide) یک ماده معدنی طبیعی می باشد که از زمین استخراج می شود وبعد از آن برای استفاده در محصولات مصرفی متنوع پردازش و تصفیه می شود.

فهرست

دی اکسید تیتانیوم چیست

خواص و ویژگی دی اکسید تیتانیوم

منشا دی اکسید تیتانیوم

کاربرد های دی اکسید تیتانیوم

مواد غذایی حاوی دی اکسید تیتانیوم

مضرات دی اکسید تیتانیوم

دی اکسید تیتانیوم چیست

دی اکسید تیتانیوم به عنوان اکسید تیتانیوم (IV) یا تیتانیا نیز در جهان شناخته می شود. این ترکیب شیمیایی از فلز تیتانیوم و اکسیژن تشکیل شده است.از دی اکسید  تیتانیوم در تولید بسیاری از محصولات از رنگ و غذا قابل استفاده است تا بسیاری از داروها و لوازم آرایشی و همچنین از این ترکیب شیمیایی در بعضی از محصولات ضد آفتاب به عنوان راهی برای محافظت از پوست در برابر اشعه مضر فرابنفش خورشید استفاده می شود.

از دی اکسیدتیتانیوم به عنوان رنگدانه برای تولید لوازم آرایشی و محصولات مراقبت شخصی که روی پوست در ناحیه چشم، ناخن ها و لب ها در جهت ایجاد رنگ سفید استفاده می شود. این ترکیب شیمیایی باعث شفافیت محصول بسیار تاثیرگذار است.دی اکسید تیتانیوم همچنین نور را جذب، منعکس یا پراکنده می کند و از اشعه ماوراء بنفش خورشید که می تواند باعث خراب شدن محصولات بهداشتی و آرایشی شود، جلوگیری می کند.

خواص و ویژگی دی اکسید تیتانیوم

دی اکسید تیتانیوم یک ماده فعال مهم است که در برخی از محصولات ضد آفتاب استفاده می شود. کرم های ضد آفتاب توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) به عنوان داروهای بدون نسخه (OTC) طبقه بندی می شوند. به این ترتیب، آنها باید ایمن و موثر باشند و باید با تمام الزامات دیگر ذکر شده در مونوگرافی ضد آفتاب OTC  سازمان غذا و دارویی آمریکا مطابقت داشته باشند.

در نگاه کلی این ترکیب شیمیایی یک پودر سفید است که به محصولات مختلف رنگ سفید می دهد. با این وجود، وقتی از آن به عنوان پودر بسیار ریز استفاده می شود، دیگر به محصول رنگ سفید نمی دهد. این ترکیب شیمیایی به نام دی اکسید تیتانیوم ریز یا مقیاس نانو نامیده می شود که در بسیاری از محصولات ضد آفتاب OTC استفاده می شود.

وجود دی اکسید تیتانیوم نانو در محصولات ضد آفتاب به افزایش استقبال و استفاده مصرف کنندگان کمک می کند. استفاده درست از کرم های ضد آفتاب، در کاهش ابتلا به سرطان پوست بسیار مهم است.

به عنوان رنگدانه نیز، دی اکسید تیتانیوم یک افزودنی غذایی تأیید شده توسط FDA است که برای افزایش رنگ سفید در برخی از محصولات غذایی، مانند لبنیات و آب نبات ها و درخشندگی خمیر دندان و برخی داروها استفاده می شود. همچنین به عنوان طعم دهنده در انواع مواد غذایی رنگی از جمله سبزیجات خشک، آجیل، دانه ها، سوپ ها و خردل و همچنین آبجو و شراب استفاده می شود.

منشا دی اکسید تیتانیوم

این ترکیب شیمیایی در طبیعت، به صورت سه کریستال آناتاز، بروکیت و روتیل یافت می شود. برای تولید رنگدانه ها، فقط از کریستال های روتیل و آناتاز می توان استفاده کرد. اگرچه این دو نوع به یک سیستم کریستالی یکسان تعلق دارند، اما تفاوت های مشخصی در ساختار شبکه آنها وجود دارد. سلول های شبکه در روتیل نزدیک تر از سلول های شبکه آناتاز هستند.بخاطر همین، روتیل پایداری حرارتی بالاتری نسبت به آناتاز دارد. در حالی که سلول های آناتاز در چهار لبه به هم متصل شده اند، روتیل فقط در دو لبه متصل شده است. تفاوت های اصلی این دو نوع رنگدانه در مورد ویژگی های فیزیکی بر اساس این واقعیت ها دسته بندی شده است.

کاربرد های دی اکسید تیتانیوم

دی اکسیدتیتانیوم یک ماده طبیعی است که فرمول شیمیایی  TiO_۲ساده ای دارد. در بیشتر مواقع از آن به عنوان رنگدانه در صنایع استفاده می شود. تیتانیوم دی اکسید یک ماده شیمیایی معدنی است که حتی وقتی در دماهای بالا است بسیار پایدار و غیر واکنشی می باشدویعنی این بدان معناست که می تواند در تولید طیف وسیعی از محصولات، از رنگ و افزودنی های غذایی گرفته تا سرامیک، چسب و حتی خمیر دندان استفاده شود. در این محصولات از این ترکیب شیمیایی به عنوان یکی از اجزای اصلی، به عنوان پیش ساز یا به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. برخی از کاربردهای این ترکیب شیمیایی عبارتند از:

تولید رنگ

از دی اکسیدتیتانیوم به عنوان رنگدانه سفید در تولید رنگ ها استفاده می کنند که یک پوشش مات را ایجاد می کند. رنگ تیتانیوم، یکی از محبوب ترین سایه سفید برای رنگ آمیزی می باشد، زیرا یک اثر مات و کدر را ایجاد می کند.

افزودنی غذایی

از دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک رنگ دهنده غذایی  با عنوان افزودنی غذایی استفاده می شود و اکثرا در پخت و تولید سس ها و شیرینی پزی استفاده می شود.

تولید ضد آفتاب

تیتانیوم دی اکسید به همراه اکسید روی در مسدود کردن اشعه ماوراء بنفش خورشید بسیار موثر عمل می کنند و به عنوان یک ضد آفتاب معدنی عمل می کند که به طور فیزیکی نور خورشید را مسدود و از بین می برند. به دلیل اینکه نانو ذرات این ترکیبات به عنوان آینه های بسیار کوچکی عمل می کنند که نور خورشید را پراکنده می کنند.

استفاده به عنوان پوشش

از آنجا که این ترکیب شیمیایی می تواند به طور طبیعی اشعه ماوراء بنفش را مسدود کند، همچنین به عنوان یک پوشش شیمیایی می می تواند موثر عمل کند. این ترکیب شیمیایی می تواند سطوح رنگ شده را در برابر آسیب های اشعه UV محافظت کند. به همین علت به طول عمر موثرتر سطوح کمک می کند.

تولید چسب

دی اکسید تیتانیوم از احتمال ترک خوردگی یا محو شدن رنگ در پلاستیک ها را به جلوگیری می کند و آن را به حداقل می رساند. مثلا از شکنندگی لاستیک هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید جلوگیری می کند و به این دلایل به چسب های لاستیکی و پلاستیکی اضافه می شود.

تولید کفپوش

این ترکیب شیمیایی را می توان روی تخته کف یا انواع دیگر کفپوش ها به منظور افزایش درخشندگی و همچنین افزایش استحکام این محصولات در برابر مواد سایش استفاده کرد.

تولید سرامیک

تیتانیوم خالص یا عنصری دارای بیشترین نسبت کشسانی به چگالی است. این بدان معناست که می تواند نیروی کششی و برشی فوق العاده ای را تحمل کند. با این حال، دی اکسید تیتانیوم یک ماده معدنی است و می تواند به راحتی پودر شود. با در نظر گرفتن این نکته، از آن در تولید سرامیک استفاده می شود نه به دلیل استحکام بالای آن، بلکه برای لعابی که در نتیجه تبلور این ماده معدنی در طول سرد شدن به سرامیک می بخشد.

تولید لوازم آرایشی

در صنعت تولید آرایشی و بهداشتی تیتانیوم دی اکسیدرا  به عنوان رنگدانه استفاده می شود،اما در بسیاری از محصولات آرایشی هم به عنوان ضخیم کننده نیز قابل استفاده است.

تولید خمیر دندان

از دی اکسید تیتانیوم در خمیر دندان به عنوان افزایش سفیدی محصول استفاده می کنند و فایده ایی برای سلامتی دندان ندارد.

تولید صابون ها

از دی اکسیدتیتانیوم در صابون ها یک رنگ مات سفید قالب می کند که برای دستیابی به ان با استفاده از انواع دیگر رنگدانه ها بسیار سخت است.

مواد غذایی حاوی دی اکسید تیتانیوم

دی اکسید تیتانیوم خوراکی دارای قطر ۲۰۰-۳۰۰ نانومتر (nm) هستند. به عنوان یک افزودنی مواد غذایی، باید این ترکیب شیمیایی ۹۹ درصد خالص باشد و بسیار بی خطر محسوب شود. دلیل استفاده از این ترکیب شیمیایی به عنوان افزودنی در مواد غذایی این است که خاصیت پراکندگی نور این ماده معدنی پودر شده، می تواند به افزایش سفیدی مات بسیاری از محصولات غذایی مانند تزئینات کیک یا شیرینی کمک کند.

این ترکیب شیمیایی  به حفظ بهتر مواد غذایی هم اثربخشی بهتری می دهد، زیرا تولیداتیلن را در مواد غذایی کاهش می دهد و در نتیجه عمر مفید مواد غذایی را بیشتر می شود. به طور مشابه می تواند بسیاری از انواع میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها را از بین ببرد. دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک افزودنی مواد غذایی دارای شماره E171 است. برخی از محصولات غذایی که معمولا حاوی این افزودنی هستند عبارتند از:

• آدامس
• شیرینی
• شکلات
• خامه سازهای قهوه
• تزئینات کیک

مضرات دی اکسید تیتانیوم

برخی از محققان معتقدند کوچک بودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در مواد غذایی ممکن است هنگام خوردن مشکلاتی را در بدن ایجاد کند. از آنجا که نانو ذرات می توانند از طریق فیلترهای کلیه، سد روده و از طریق سد خونی مغزی عبور کنند، می توانند برخی از اثرات سمی مانند واکنش های التهابی را در پی داشته باشند. سایر خطرات بهداشتی ناشی از مصرف بیش از حد شیرینی های حاوی نانوذرات TiO_۲ می تواند، شامل موارد زیر باشد.

• واکنش های التهابی یا آلرژیک
• مرگ سلول ها در اثر استرس اکسیداتیو
• بروز برخی از بیماری های مزمن مانند آب مروارید

پارلمان اتحادیه اروپا خواستار ممنوعیت فروش مواد غذایی حاوی دی اکسید تیتانیوم به دلیل خطرات احتمالی آن شده است. در واقع، از ژانویه ۲۰۲۰، فرانسه استفاده از این ترکیب شیمیایی را به عنوان افزودنی مواد غذایی ممنوع کرده است.با این وجود، انجمن تولیدکنندگان دی اکسید تیتانیوم (TDMA) می گوید که E171 به طور کامل آزمایش شده است و هیچ ارتباطی بین مصرف این ترکیب شیمیایی و بیماری وجود ندارد. اداره ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA) با تأیید این موضوع اظهار داشت که TiO_۲ نگرانی ایمنی ندارد.

نتیجه گیری

ما در این مقاله دریافتیم دی اکسیدتیتانیوم یک ماده معدنی طبیعی محسوب می شود و میتوان در تولید بسیاری از محصولات از رنگ و غذا قابل استفاده است تا بسیاری از داروها و لوازم آرایشی و همچنین یک پودر سفید است که به محصولات مختلف رنگ سفید می دهد و به عنوان رنگدانه در صنایع استفاده می شود.