УФ-фильтры в косметике и их типы. Совсем чуть-чуть науки
УФ-фильтры в косметике (UV-filter) — это специальная группа ингредиентов, которые способный впитывать УФ-лучи и препятствовать их проникновению в кожу и волосы. Это целые группы препаратов в различными механизмами работы, но одного назначения.
Если рассмотреть УФ-излучение более детально, то его разделяют на: УФ-лучи спектра А с длиной волны 280-320 нм, которые считаются источником старения кожи и практически не вызывают загар (т. е. кожа от них плохо защищается), и УФ-лучи спектра Б с длиной волны 320-400 нм, которые вызывают интенсивный загар, если возможно.
Каждый из этих спектров вреден по своему, поэтому при разработке рецептур стараются подобрать УФ-фильтры в косметике таким образом, что бы защитить от обоих спектров. В этом случает препарат приобретает статус «универсальной защиты».
Типы УФ-фильтров
УФ-фильтры в косметике разделяют по принципу действия на 2 группы:
УФ-блокаторы
УФ-блокаторы — это мелкие частицы пигментов диоксида титана и оксида цинка, которые отражают и рассеивают УФ-излучение и применяются в качестве УФ-фильтров в косметике.
Более крупные частицы этих веществ 200нм используются как пигменты белого цвета. В особенности диоксид титана, который можно найти в составах декоративной косметики. В качестве УФ-фильтров в косметике применяются они с очень мелким размером частиц от 10нм до 100нм., что делает их прозрачными. Их основное достоинство, в том что это твердые вещества, которые очень стойкие и не склонны реагировать при добавлении в состав косметики, как и растворяться в нет. Поэтому УФ-блокаторы не впитываются в кожу и волосы и работают на поверхности. Поэтому практически не вызывают аллергии. Что широко используется при изготовлении препаратов от загара для чувствительной и детской кожи. Они легко смываются с поверхности, поэтому для обеспечения водостойкого эффекта в препараты добавляют силиконы.
Основной недостаток физических УФ-фильтров в косметике — это создание матовой пленки, так как все же они являются пигментами белого цвета. Широко ведутся разработки по получению все более прозрачных составов с УФ-блокаторами эффективными, но прозрачными по составу.
Физические УФ-фильтры эффективны в зависимости от размера частиц и от УФ-излучения спектра А, и от спектра Б. Поэтому их стараются смешивать в одном составе УФ-блокаторы с разными размера частиц, что бы обеспечить максимальную защиту от солнца.
В качестве УФ-блокаторов в Европе разрешен к применению только диоксид титана, однако в Америке оба этих вещества широко применяются. А остальных странах по разному, в зависимости от того каких директив страна придерживается европейских или американских.
УФ-поглотители
УФ-поглотители — это химические вещества, которые способны поглощать УФ-излучение, изменяя не надолго свою структуру, а затем снова выпускать накопленную энергию в окружающую среду, возвращаясь в первоначальное состояние. Химические УФ-фильтры в косметике используются широко, так как они не дают матовых пленок ни на волосах, ни на коже. Однако они растворяются обычно в составах косметических препаратов и поглощаются кожей. Впитавшиеся препараты в основном работают в верхних слоях кожи.
УФ-поглотители склоны разрушаться под действием УФ-света с образованием аллергенных продуктов реакции. Что бы избежать максимально этого рекомендуют наносить препарат повторно после 15-30 солнечных ванн, а далее обновлять состав после каждого плаванья.
Различные химически УФ-фильтры имеют каждый свой диапазон спектра излучения при котором он эффективен. Поэтому для получения универсальных препаратов смешивают в различные УФ-фильтры. А для придания водостойкого эффекта препарату используют полимеры и силиконы в составе.
Для эффективной работы препаратов с УФ-поглотителем его необходимо наносить за 15-30 минут до выхода на солнце, так как для их запуска в качестве УФ-фильтра необходимо некоторое время.
В косметике УФ-поглотители применяются, не смотря на все свои недостатки, очень часто и во многих препаратах. Их могут в одном флаконе даже комбинироваться с УФ-блокаторами, что бы получить наибольший эффект защиты.
Списки разрешенных к применению химических УФ-фильтров в косметике в Европе и Америке несколько несколько отличаются, как и особенности контроля качества солнцезащитных препаратов.
И некоторые компоненты разрешенные в Америке не разрешены в Европе и наоборот.
УФ-фильтры в косметике для волос и кожи встречаются часто. По мимо специальных летних серий препаратов от загара (солнцезащитная косметика, в т.ч. солнцезащитные средства для волос) их можно встретить в составе ежедневных кремов для лица. В препараты по уходу за волосами УФ-фильтры наиболее часто добавляют в несмываемые кондиционеры для окрашенных волос, а так же составы для волос после химической завивки и распрямления.
УФ-фильтры — химические и физические. Что безопаснее? — Бьюти блог о косметике и красоте
25 апреля 2016 г.
Добрый день! Итак, большой пост о солнцезащитных фильтрах. Давайте рассмотрим их виды, механизм действия и научимся читать составы солнцезащитных средств. В косметике обычно встречаются два вида УФ-фильтров: ХИМИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ — вещества, молекулы которых поглощают УФИ, преобразовывая негативное солнечное излучение. Такие фильтры могут обеспечить довольно высокую степень защиты от солнца, но у них огромное количество недостатков: 1) часто вызывают аллергические реакции 2) обладают эстрогеноподобным действием, то есть могут нарушить гормональный баланс 3) при беременности — негативно влияют на процесс формирования плода, накапливаются в организме (их находят в материнском молоке), для мужчин — изменяют морфологию сперматозоидов 4) экологически токсичны — не разругаются в окружающей среде, их находят в тканях глубоководных рыб 5) могут отражать не весь спектр лучей 6) парадокс — сами по себе многие химические фильтры не являются фотостабильными.
То есть они разрушаются под действием солнечных лучей, воздействие их продуктов распада до конца не изучено, но свободные радикалы появляются — это факт. Имейте ввиду, что эти фильтры начинают работать только через 20-30 минут после нанесения. В косметику эти вредности добавляют, потому что они не изменяют её цвет, консистенцию, относительно недорогие, в общем — удобны во всех отношениях. Самые популярные: Avobenzone, Mexoryl, Tinosorb, Octocrylene, Oxybenzone, Sulisobenzone, Dioxybenzone, Octinoxate, Padimate O, Octisalate, Homosalate, Troamine salicylate, Ensulizole, Uvinul. У всех этих веществ есть ещё химическое название (по INCI), то есть на этикетках они могут быть указаны и по-другому, нужно смотреть каждый состав отдельно. ФИЗИЧЕСКИЕ (барьерные, или минеральные) ФИЛЬТРЫ — вещества, отражающие солнечное излучение. Фактически, это очень мелкий порошок из природных минералов, который действует на коже как зеркало, отражая лучи. Они отражают весь спектр лучей, абсолютно нейтральны для организма и не проникают в кожу, оставаясь на поверхности.
Также они фотостабильны и работают с самого момента нанесения. У таких фильтров есть небольшие минусы: 1) они «забеляют» крем — чем больше фильтра (или чем крупнее его частички), тем более белый след оставляет крем. Но этот эффект сохраняется только первое время, или если крем плохо распределён по коже 2) если кожа очень сухая — физические фильтры, добавленные в большом количестве, могут подсушить не ещё больше, поэтому необходимо дополнительное увлажнение (например, заранее перед выходом на солнце нанесите свой увлажняющий крем для тела, а только потом — крем с физическими УФ фильтрами. Таких фильтров немного, обычно это Диоксид титана (titanium dioxide) и Оксид цинка (zinc oxide). Кстати, диоксид титана — это белый пищевой краситель, именно он может придавать, например, белый цвет глазури на тортиках). АНТИОКСИДАНТЫ — очень желательно, чтобы в косметику были добавлены и они, эти вещества прекрасно блокируют процессы фотостарения. Их множество, самые эффективные — витамин Е (токоферол), А и С, экстракты зеленого чая, розмарина, алоэ и пр.
Друзья мои, учитывая то, что солнцезащитные крема наносятся на большую площадь кожи, остаются на ней длительное время и используются для людей всех возрастов — необходимо задумываться о том, что мы на себя мажем. Надеюсь, пост был полезен, всех обнимаю, загорайте правильно!
УФ-фильтры | Ekokosmetika
Хотя мода на аристократическую бледность так и не вернулась, всё больше людей, заботящихся о своем здоровье, стремятся защитить кожу от воздействия солнечных лучей. Ожоги от солнца вредны и не прибавляют красоты, поэтому нанесение солнцезащитных кремов становится привычкой всё большего количества людей.
Важным компонентом косметики масс-маркет с солнцезащитными свойствами являются вещества-поглотители ульрафиолета. При этом нужно осознавать, что такие химические УФ-фильтры в косметике тоже могут нести опасность. Часто они вызывают раздражение кожи, приводят к фотосенсибилизации, проникают внутрь организма и могут иметь гормоноподобное действие. А еще эти вещества смываются водой и попадают в реки и моря..jpg)
Например, бензофенон и его производные — недорогие компоненты, способные поглощать солнечные лучи разных диапазонов длин волн. Производители косметики широко их используют. Недавнее исследование в США показало, что в моче женщин было найдено в три раза больше производных бензофенона, чем у мужчин. Это объясняется более частым применением ими косметики с УФ-фильтрами.
Есть ли альтернативы веществам, поглощающим ультрафиолет?
Да, пигменты, отражающие свет! Такие вещества привзаимодействии со светом задействуют законы оптики, поэтому называются физическими УФ-фильтрами (блокаторами). Их принцип действия можно сравнить со щитом или экраном, не позволяющим проникнуть световой волне внутрь кожи.
Если фильтры-поглотители — это органические вещества (в химическом смысле этого выражения), то фильтры-блокаторы — неорганические пигменты: оксиды титана, цинка, железа. Их широко применяют в лакокрасочной промышленности.
Но есть одна маленькая проблемка — эти вещества являются пигментами, т.е. имеют свою окраску. Так, TiO2 и ZnO придают коже неестественную белизну, а оксиды железа — кирпичный оттенок (что, в общем-то, можно использовать в декоративной косметике).Чтобы решить эту проблему, частички пигментов уменьшают в размерах до 50-100 нм. Тогда они становятся практически прозрачными и не придают явного оттенка коже. Но перестараться тут нельзя — чем меньше частички, тем больше площадь их поверхности и тем большая вероятность побочных взаимодействий этих наночастичек — как с другими веществами, так и друг с другом. Возникают проблемы с их поведением в эмульсии. Поэтому для стабилизации необходимо прокрыть их специальным защитным слоем.
Итак, если вы хотите выбрать косметику с натуральными УФ-фильтрами, ищите средства с titanium oxide, zinc oxide или их комбинацией.
Также обратите внимание на присутствие в составе натуральных масел, которые повышают время безопасного пребывания на солнце за счет антиоксидантов:
- макадамии
- соевое
- авокадо
- оливковое
- ши (карите)
- миндальное масло
- кунжутное масло
- конопляное масло
- жожоба
- кокосовое
Интересно, что по данным исследователей на картинах Леонардо да Винчи, выполненных в технике сфумато, толщина одного слоя краски с тонко измельченным пигментом составляет 2-10 микрон, т.
е. 2000 нм. Это позволяло гениальному художнику наносить полупрозрачные слои и создавать эффект дымки.
Надеемся, что современные создатели косметики смогут превзойти мастера эпохи Возрождения и найти оптимальное решение для безопасной защиты от агрессивных ультрафиолетовых лучей.
Людмила Булитко, химик, 04.04.2016
Комментарий ekokosmetika.ru
Да, вопрос действительно очень сложный. И очень трудно найти «идеальную» защиту от солнца — но нельзя сказать, что это невозможно! Здесь вы найдете больше информации об этом: Солнцезащитные средства и натуральная косметика: Является ли это противоречием?, а в рубрике Эко-проверка вы найдете две проверки солнцезащитных средств для детей и для взрослых.
И все же, несмотря ни на что: находиться на солнце без соответствующей защиты – большой риск, особенно для детей. Поэтому защита от солнца из «плохих» ингредиентов, тем не менее лучше, чем никакой защиты от солнца!
При копировании материала ссылка на www.
УФ-фильтры в косметике — надо ли? И на что обратить внимание при использовании / Уход для шикарных волос / Hairmaniac — сообщество об уходе за волосами
Совсем скоро наступит лето, нас выпустят из дома, и мы радостные побежим на улицу. И самым большим желанием будет — гулять, гулять и гулять. Но не стоит забывать, что пока мы греемся под тёплым солнышком, оно беспощадно направляет в нас ультрафиолетовые лучи. И вот о их сущности, вреде и способах защиты мы поговорим.Почему солнечные лучи вредны? Думаю, всем знакома ситуация, когда после долгого пребывания на солнце волосы становятся светлее. У светловолосых девушек вообще может получится шикарный ещё более светлый блонд . Но как часто после таких действий мы получаем жуткую сухость и ломкость волос. Пусть не сразу, но рано или поздно это проявляется. Почему так происходит?
Связь, которая соединяет аминокислоты называется белковой (или полипептидной) связью.При ультрафиолетовом облучении белковые связи внутри волоса разрушаются. Примерно то же самое происходит и при обесцвечивании волос, только там реакция проходит намного быстрее. Но много ли вы видели обесцвеченных волос, имеющих то же качество и здоровье, что и натуральные (уход в счёт не берём)?Как защитить волосы от солнца?
Уф-фильтры бывают двух видов: физические и химические.
Физические — работают с первой минуты нанесения, создают некий барьер между волосом и окружающей средой, отражают солнечные лучи.
Химические дают очень красивое рассеивание света, они поглощают уф-лучи, не давая им добраться до волоса. Они имеют высокую степень защиты, но правда и у них есть минус — во время своей работы они распадаются с появлением
Лучшими химическими фильтрами являются натуральные (например каротиноиды или коричная кислота, которые содержатся в некоторых видах масел), поскольку они поглощают около 80% ультрафиолета.
А вот синтетические не более 50-60%. Примеры химических солнцезащитных компонентов: масло семян моркови и малины, масло ши, знаменитое кокосовое, пшеницы, авокадо, жожоба, марулы, бурити, и т.д.Баночки.
А в серии Vieso вообще натуральные составы с большим количеством масел, защищающих от солнца
У Salerm:
Ну и не только знаменитые, но и популярные спреи:
А ещё знаменитые сыворотки Lebel тоже имеют защиту от солнца
Спасибо, что прочитали мой пост до конца.
Себе для защиты от солнца я выбрала спрей Estel Sun Curex и несмывашки от Angel Vieso. Делитесь своими солнцезащиными баночками в комментариях. Всем шикарных волос и вдохновения
Солнцезащитные фильтры: польза и вред
Последние новости науки: доказано, что двенадцать популярных солнцезащитных фильтров всасываются в кровь. Насколько это опасно? Разбираемся вместе с экспертами.
Об авторе: Майя Лазарева — редактор портала 1nep.ru, колумнистка Flacon, автор статей для бьюти-глянца и бьюти-инстаграма «Бьюти-редактор в декрете», ведущая научно-популярного телеграм-канала об уходе за кожей BeautyByMaya.
Последние лет 20 бьюти-индустрия настойчиво убеждала нас, что SPF в дневном креме просто необходим, даже если вы живете за полярным кругом, не говоря уже о пляже.
Правда, время от времени возникали разговоры о том, насколько эти фильтры в целом безопасны и сколько от них на самом деле пользы. Однако исследование, в котором четко сказано, что санскрины всасываются в кровь системно (а значит, хорошо бы еще раз всё перепроверить данные и выяснить их безопасную дозу), появилось на нашей памяти впервые.
Хотя в управлении по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (Food and Drug Administration — FDA) здраво утверждают, что не все, что всасывается, обязательно по умолчанию вредно, они согласны, что нужны дополнительные данные о безопасности 12 солнцезащитных фильтров.
Мы опросили экспертов, что они думают по этому поводу, и попытались разобраться, как со всем этим жить.
Наши эксперты
- Нина Махова, менеджер по технической поддержке и проектам BASF
- Екатерина Русинова, менеджер по маркетингу BASF, группа косметического сырья
- Юлия Гагарина, химик-технолог по разработке косметических продуктов
Как SPF-фильтры тестируются на безопасность?
Единого стандарта нет. “В США солнцезащитные средства относятся к категории лекарств, — рассказывают Нина Махова и Екатерина Русинова.
— А в Европе — к группе косметических продуктов”. Соответственно, требования к исследованию ингредиентов — разные. В Европе — стандартные тесты для косметики на токсичность, включая раздражающий потенциал для кожи и глаз, фототоксичность, дермальную и оральную токсичность. В США пакет исследований, требуемых для регистрации фильтра, должен включать клинические и доклинические исследования нового ингредиента, который рассматривается в качестве лекарственной субстанции.
Казалось бы, это означает, что США более продвинуты в этом вопросе. Но в результате складывается ситуация, когда производители не хотят морочиться с подобными обширными исследованиями и не выводят на рынок США современные УФ-фильтры. На американском рынке продолжают доминировать те фильтры, которые были разрешены еще в 70-80-е годы XX века на основе данных об их безопасности тех времен. Новые данные, полученные за прошедшие 40 лет, при этом не учитываются.
Получается, что новые фильтры не могут быть одобрены в США в силу слишком строгих требований.
А в список одобренных включены ингредиенты, которые сегодня имеют негативную репутацию. Почитать о ситуации по одобрению новых фильтров в Штатах, можно тут.
Для сравнения, Европейская комиссия одобрила последний самый современный УФ-фильтр к использованию в 2013 году.
Какие фильтры тестировались в исследовании?
12 из одобренных FDA 17 фильтров. Половина из этих 17 сегодня уже не используются — из-за низкой эффективности, раздражающего действия, неприятной текстуры. Еще два фильтра — это неорганические оксиды цинка и титана, которые признаны безопасными в том числе и Европой.
Вышеупомянутые 12 УФ-фильтров (среди них — популярные авобензон, оксибензон, октокрилен) теперь направлены на рассмотрение, чтобы получить по ним более полную и современную информацию о безопасности. По сути, FDA пытается разрешить описанную выше противоречивую ситуацию с их списком фильтров и обновить свои данные по ним.
А как фильтры одобряются в Европе?
Здесь ситуация гораздо лучше.
Европейская комиссия собирает на каждый новый ингредиент обширное досье. Все солнцезащитные фильтры тестируются так же, как остальные косметические компоненты. Данные свежих исследований принимаются во внимание гораздо быстрее.
В Европе также существует Европейское химическое агентство (ECHA), которое оценивает потенциальные риски разных ингредиентов для человека и природы. Если появляются новые данные — а они возникают каждый год, — Агентство публикует рекомендации по уменьшению концентраций или вообще запрету ингредиентов.
Так, например, фильтр PABA (парааминобензойная кислота) Европейская комиссия запретила в еще 2009 году, а в США он до сих пор разрешен. В 2017 году октокрилен, одобренный в Штатах, получил в Европе рекомендацию “не использовать в косметике для чувствительной кожи”, и многие производители (Nivea, Uriage, SVR и т.д.) выпустили линейки без этого фильтра. В том же 2017 году в Европе было рекомендовано уменьшить концентрацию бензофенона-3 в солнцезащите с 10% до 6% и отказаться от этого ингредиента в средствах для детской и чувствительной кожи.
Более того, продукты, в состав которых он входит, должны иметь об этом отметку на упаковке. Это произошло после выхода в 2015 году исследования о том, что высокие концентрации бензофенона-3 были отмечены в крови у девочек, что приводило к замедлению развития молочных желез.
Вывод номер 1: при выборе солнцезащитных средств лучше опираться на списки фильтров и допустимых концентраций, принятые в Европе.
А как же азиатские санскрины? Разве они не самые лучшие?
“Азия — регион очень большой, — поясняет Екатерина Русинова, — Корея, Тайвань, Гонконг, Китай, Япония и страны АСЕАН имеют разные регламенты проверки”.
Перечень разрешенных фильтров в Китае, Японии и Корее практически аналогичен европейскому с редкими расхождениями в максимально разрешенных дозировках.
Есть различия в подтверждении эффективности SPF: в некоторых странах Азии для этого не нужно проводить тесты на живых клетках, что является обязательным для Европы.
Но это, опять же, не касается Китая, Японии и Кореи — здесь методика снова идентична европейской.
УФА-защита определяется иначе. В Европе обязательно исполнение yсловия UVA-PF>1/3 SPF, чтобы обеспечить потребителю продукт, который защищает от всего спектре УФ-излучения. В азиатских санскринах это не обязательно.
Кроме всего прочего, уровень защиты на упаковке производители заявляют по-разному. В Европе рекомендованы следующие категории: низкий уровень (SPF 6, 10), средний (15, 20, 25, 30), высокий (50 и 50+). Если, например, SPF in vivo составил 35 единиц, то на упаковку выносится SPF 30, если 58 — то SPF 50, если выше 60, то SPF 50+. В Азии производитель может заявить любое значение, которое он получил в результате тестирования (так появляются SPF 40 и 45, например).
Вывод номер 2: при покупке азиатских санскринов ориентируйтесь на производителей из Китая, Японии и Кореи.
Хорошо, разобрались. А что все-таки про вред УФ-фильтров?
“УФ-фильтры относят к нарушителям работы эндокринной системы, – рассказывает косметический химик Юлия Гагарина.
— Например, 4-Methylbenzylidene Camphor увеличивает чувствительность к эстрогену и воздействует на щитовидную железу, Ethylhexyl Methoxycinnamate и его «родственник» Isoamyl p-Methoxycinnamate тоже влияет на работу щитовидной железы, уменьшает массу матки, предстательной железы и яичек. Уже упомянутый выше Octocrylene — антагонист прогестерона, а Benzophenone-3 (Oxybenzone) и Benzophenone-4 (его, как более агрессивный ингредиент, чаще используют в средствах для волос, чем для кожи) разрушают эстроген.(Klimová Z, Hojerová J, 2015)”.
Вывод номер 3: нет абсолютно безопасных фильтров, везде есть побочные эффекты.
Так чем именно опасны фильтры?
“Примерно лет 10 назад химические фильтры были самыми «ядреными» потенциальными аллергенами, — рассказывает Юлия Гагарина. — Физические фильтры (не в наноразмерности — с ними отдельная история) считались самыми безопасными, поэтому детские средства делали именно с их участием.
Но затем появились новые химические фильтры, которые почти не вызывали аллергии, не проникали в кожу и были фотостабильны. Физические же фильтры стали повсеместно «уменьшать в размерах». С одной стороны, это сделало их более эффективными и менее выбеливающими. Но с другой, они стали более опасны: ребенок может их вдохнуть, облизать. Их нельзя наносить на поврежденную кожу, поскольку они цитотоксичны, то есть убивают живые клетки. Поэтому такие фильтры не стоит использовать после пилингов и лазеров.
Нанотитан не представляет собой проблему для неповрежденной кожи. Но если есть царапина или ожог, наночастицы вызывают окислительный стресс. В более ранних исследованиях в такой же активности был замечен и оксид цинка.
Кстати, к диоксиду титана на данный момент возникает много вопросов по его безопасности и у научного сообщества — идут разговоры о его канцерогенности.
Есть же какие-то фильтры нового поколения. Что это такое, и в чем их отличие от “старого” поколения?
“Фильтры нового поколения (им до 10 лет) защищают от УФ-излучения в широком диапазоне – включая ИК-излучение и синий свет, – рассказывает Нина Махова.
— Это дисперсии твердых частиц органической природы, они действуют за счет комбинации механизмов отражения, поглощения и рассеивания”.
Применение этих фильтров позволяет делать солнцезащитные средства с более легкими и приятными текстурами, а также с дополнительными бенефитами — например, матированием. К ним относятся Tinosorb M (INCI: Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol (MBBT), Tinosorb A2B (INCI: Tris-biphenyl triazine (nano) (TBPT) )
К фильтрам нового поколения можно отнести и первый и единственный разрешенный к использованию на рынке в Европе абсолютно фотостабильный УФ-А фильтр — Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate (DHHB).
Почему важно, чтобы фильтр был фотостабильным?
Подвергаясь воздействию света, многие химические фильтры теряют часть своих защитных свойств. Разрушаясь, они могут вызывать аллергию, да и просто перестают работать. Во многом в этом кроется причина рекомендаций по обновлению солнцезащиты каждые два часа.
Фильтры нового поколения полностью фотостабильны, но рекомендация обновлять солнцезащиту на пляже остается: кожа может потеть, эффективность от этого снижается.
Что еще стоит знать простому человеку-не химику, выбирая себе солнцезащиту?
Действительно эффективный солнцезащитный продукт с высоким SPF не может стоить дешево. Санскрины — одни из самых дорогих с точки зрения стоимости рецептур ингредиентов. Литр самого дешевого солнцезащитного фильтра стоит 15 евро — без учета конечной формулы, стоимости банки, в которую его зальют, и прочих наценок.
Чтобы химические фильтры не вызывали аллергию, их комбинируют между собой. Так суммарная эффективность санскрина растет, а риск аллергии, напротив, уменьшается.
Некоторые фильтры нельзя комбинировать друг с другом. Хотя в лаборатории они показывают в сочетании высокое значение защиты, под воздействием солнца их эффективность критически падает.
Примеры неудачных сочетаний, которых стоит избегать:
- Авобензон + октокрилен. Авобензон защищает от лучей типа А, но он фотонестабильный. Стабилизировать его часто пытаются октокриленом. Но он, во-первых, не подходит чувствительной коже, во-вторых, не стабилизирует авобензон полностью.
- Этилгексилметоксициннамат + авобензон. Под действием света они образуют стабильный комплекс, не способный абсорбировать свет, и их эффективность полностью теряется.
В детских средствах стоит избегать бензофенона-3, бензофенона-4, 4-methylbenzylidene camphor, PABA.
Для чувствительной кожи не рекомендованы октокрилен и этилгексилметоксициннамат.
Чтобы санскрин был водостойким, в состав добавляют акрилаты (acrylate) и полимеры (ищите буквы PVP или VP, например: VP/hexodecene copolymer, ammonium acryloyldimethyltaurate/VP copolymer, VP/eicosene copolymer). Также формирует пленку methyl abietate, обеспечивая крему водостойкость и усиливая SPF.
Не стоит ждать от американских производителей адекватной защиты от лучей типа А. Самым эффективным УФА-фильтром из тех, что разрешены FDA, является авобензон. Он же — один из самых нестабильных. “Его максимальная дозировка в США — 3%, что дает фактор защиты от УФА-излучения порядка 5.5. Неудивительно, что по проведенным не так давно исследованиям продуктов с американского рынка, больше половины из них не обеспечивают необходимый уровень защиты от УФА-излучения, в то время как в Европе с этим ситуация близка к идеальной – минимум 1/3 от заявленного уровня СПФ выполняется. Ситуация с фильтрами в США не позволяет даже технически добиться адекватной защиты от УФА-излучения. Помимо авобензона, оксидов цинка и титана, да еще малоэффективного мерадимата FDA не одобрило ни одного фильтра, обеспечивающего УФА-защиту кожи» — рассказывают Нина Махова и Екатерина Русинова.
Новые фильтры появляются на рынке очень редко — на регистрацию УФ-фильтров в Европе требуется до 10 лет.
Физические или химические? Любые!Принято считать, что физические фильтры работают лучше и более безопасны, потому что они отражают солнечное излучение, в отличие от химических фильтров, которые поглощают ультрафиолет и преобразуют его в тепловую энергию. Однако по последним данным, оксиды цинка и титана обеспечивают УФ-защиту на 85% благодаря поглощению лучей, на 15% за счет отражения. То есть основной механизм действия физических и химических фильтров идентичен!
А вы обращаете внимание на то, какие именно фильтры есть в составе ваших солнцезащитных средств? Насколько это влияет на ваше решение о покупке?
Читайте также:
Природные УФ-фильтры | Журнал Ярмарки Мастеров
Поскольку нас интересует все натуральное, природное и экологичное, то и УФ-фильтры нам нужны природные.
Природные УФ-фильтры:
КОКОСОВОЕ МАСЛО — Женщины Полинезии всегда славились красивой, загорелой, сияющей кожей. Секрет их привлекательности прост: они используют в качестве средства по уходу за кожей масло кокоса.
Поэтому масло кокоса особенно подходит для смешивания с готовыми солнцезащитными кремами, молочком, как и для использования в чистом виде в качестве защиты от солнца. Наносить до и после принятия солнечных ванн.
РИСОВОЕ МАСЛО — Может использоваться как солнцезащитное средство.
Улучшает состояние тонких и повреждённых волос.
Легко впитывается и не закупоривает поры.
Подходит для ухода за детской кожей.
АВОКАДО — Способно отражать ультрафиолетовое излучение (благодаря ненасыщенным жирным кислотам), содержит пальмитиновую кислоту, встречающуюся реже в растительных маслах, обладает высоким процентом неомыляемости. Это повышает его способность впитываться кожей и обеспечивает солнцезащитный эффект (особенно в сочетании с эфирным маслом лаванды (5 капель масла лаванды на 5 мл масла авокадо), который выше по сравнению со многими другими растительными маслами.
МАСЛО ЖОЖОБА — просто незаменимо в рецептурах средств для загара и после загара, солнцезащитных кремах и лосьонах, бальзамах для губ благодаря своей высокой стойкости к окислению и воздействию температуры, способности повышать устойчивость к окислению других ингредиентов и способности снижать отрицательное воздействие свободных радикалов на липиды кожных покровов. Не окисляется и практически не горкнет.
КАРИТЕ (ШИ) — наиболее сильный природный УФ фильтр – коричная кислота и её производные. Именно этот компонент отвечает за защиту от ультрафиолета в масле ши. На основе этого компонента синтезированы Уф фильтры для промышленного производства натуральной солнцезащитной косметики.
КУНЖУТНОЕ /сезамовое/ — Сезамол – натуральное активное вещество, содержащееся в этом масле, препятствует процессам окисления и поглощает ультрафиолетовые солнечные лучи. Именно это его свойство делает кунжутное масло эффективным средством для защиты от солнца. В качественной косметике для кожи и волос кунжутное масло используют часто, как самостоятельно, так и в качестве носителя жирорастворимых компонентов, экстрактов, витаминов и солнцезащитных фильтров.
Физические природные УФ-фильтры:
Это оксид цинка и диоксид титана. Их действие простое – они рассеивают и отражают ультрафиолет. Отражают и лучи типа А и лучи типа В. Это универсальные фильтры. Оксид цинка считается более безопасным, поскольку есть исследования, что часть ультрафиолета диоксид титана поглощает с образованием свободных радикалов, причем эта особенность зависит от размера частиц диоксида титана. И защищает диоксид титана не от полного спектра лучей типа А.
Оба эти вещества в чистом виде – белый порошок, в косметике создают некоторое неудобство – остаются на поверхности кожи, непрозрачные. Но именно оксид цинка рекомендован для защиты детской кожи. Физические УФ фильтры не взаимодействуют с клетками кожи.
Вспомогательные вещества (обладают восстанавливающими свойствами, антиоксиданты) — применяются в качестве пост-ухода (средства после загара)
Экстракт алоэ вера — способствует разглаживанию кожи. Благодаря содержанию лигнина, влага и целебные вещества способны проникать в глубокие слои кожи, способствуя регенерации и обновлению кожи на клеточном уровне.
Экстракт огурца — успокаивает раздраженную кожу и снимает воспаления. Антиоксидантные свойства огурца обеспечены присутствием в его составе органических кислот (галловая, кумариновая, коричная и др. кислоты).
Экстракт огурца обладает восстанавливающими и защитными свойствами за счет содержащихся в составе витаминов.
Экстракт ромашки — содержит азулен и бисаболол — мощные многофункциональные компоненты, которые оказывают противовоспалительное, антибактериальное, успокаивающее действие, ускоряют процессы регенерации кожи и являются хорошими увлажнителями.
Экстракт зеленого чая — бладает выраженными антисептическими и антибактериальными свойствами, успокаивает и заживляет поврежденную кожу, нормализует обменные процессы в тканях.
Экстракт эдельвейса — способствует регенерации, смягчает и заживляет кожу, борется с воспалениями. Противовозрастное средство, анти-оксидант: защита от свободных радикалов и старения кожи
Для того, чтобы УФ фильтр начал работать нужно время, поэтому крем нужно наносить за 20-30 минут до выхода на солнце.
Чтобы защитить кожу нужно нанести крем на кожу толстым слоем. На 1 см кв кожи нужно примерно 2 мг крема, а на все тело человеку весом 60-70 кг – 36-40 грамм крема (примерно6-8 чайных ложек). Если Вы наносите крем тонким слоем — защита от ультрафиолета не действует! Крем с УФ фильтром надо наносить после каждого купания, после того как Вы вспотели – заново. Самый лучший способ защититься от ультрафиолета – как можно чаще наносить солнцезащитный крем, и SPF тут важный, но не главный фактор – хоть 400 пусть будет эта цифра – для защиты кожи важна только частота нанесения, оптимально –каждые 2 часа.
Солнцезащитные средства. Ii. Неорганические УФ фильтры и их композиции с органическими протекторами Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
Т 49 ( ] 2) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 535.232.616.5-001.
Солнцезащитные материалы, содержащие неорганические частицы, могут рассеивать, поглощать или отражать УФ-излучение. Неорганические УФ-фильгры включают в себя оксиды металлов (цинка, титана, церия), каолин, сульфат бария, слюду, стекло, порошки металлов, таких как золото и многие другие соединения. В настоящее время из неорганических СЗС используют только мелкодисперсные частицы диоксида титана или оксида цинка. Эти вещества не вызывают аллергию и не раздражают кожу, что особенно важно для детской продукции. Диоксид титана, как пигментный продукт, имеет 70 — летнюю хорошо документированную историю [1]. Диоксид титана известен как агент беления и используется для этой цели в промышленности.
Очень часто считают, что оксид цинка и оксид гитана взаимозаменяемы, однако это не верно: оксид титана, TiCK эффективно ослабляет УФ-В (290-320 им) и УФ-А I (320-340 нм), а оксид цинка, ZnO наилучшим образом ослабляет область
Ищенко Л.
Л. д.х.п., профессор, шведукнний кафедрой аналитической химии Московской I осударс s-немнон академии тонкой химической технологии им. M B, Ломоносова.
Область научных интересов сентохимии, структурная динамика, аналитическая химия, строение вещества, сенсоры, нанотсхнология. e-mail: aisclienk(% yasenevo ru тел.: (495) 9364*8-94
Свиридова А.Л. аспирант кафедры аналитической химии и нано-гехнодогии.
Область научных ин гересо»: аналитическая химия и нанотехноло! ия. e-mail: alla sviridovafaigmail.com гед.: (495)936-88-94
Обзорная статья
УФ-А II (340-400 нм) [2]. Первоначально использование ь частицы, размеры которых находились и пределах 100-300 нм. Изготовленные на их основе СЗС были доступны только в виде густых белых или цветных паст, что делало их непривлекательными для потребителей.
С 1990-го года слали листу пны тонкоизмельченные формы неорганических фильтров с частицами от 20 до 50 нм. «Такой раз-мер частиц делает их невидимыми на коже и одновременно обеспечивает лучшую защиту ее 01 УФ-В излучения. Предлагается также использовать прозрачные оксиды металлов, такие как оксид хрома, оксид кобальта и оксид олова, со средним размером меньше 30 нм [3]. Показана также возможность использования диоксида гитана, обработанного силоксаном, со средним размером 40-70 мкм [4].
От размера частиц зависит спектр их эф-фективного действия, уровень поглощения и рассеяния света этими частицами. На рис.1 преде ¡пилена зависимость коэффициента расеея пня < м размера частиц диоксида гитана, полученная ¡п теоретических расчетов по техническим данным диоксида титана. Такая картина подтверждена и другими исследователями [5].
Как видно, максимальное рассеяние в УФ области наблюдается у частиц с размером 40 60 нм, с увеличением размера частиц до 220 им уменьшается рассеяние в УФ облаете и увеличивается рассеяние в видимой области, Судить об эффективности ослабления света частицами ПО; можно также из его спектра поглощения в УФ и видимой области, который представлен на рис.
2.
УФ-л и
УФ-В
УФ-Л 1
tum*’ w*;,-.’
220 мм
60 hm
280 300 320 340 360 380 400 420 440 4G0 480 500
Длина полны, им
lie. 1, Влияние размера частиц ТЮ2 па коэффициент раееея
пия [5].
Fig. I. Scattering versus particle size of Ti02 [5].
80
О
60
§ 40
<M*
о ?Q о Iii
О
280 300 320 340 360 380 400 4?0 440 460 480 500
Диша волны, им
Рис.
2. Спектр УФ-ослабления 1Ю? [6].
Fig, 2. UV and visible spectrum of UV-attenuatmg of TiCK [6].
Контроль размера частиц ZnO и Ti02 достигается путем регулирования времени и температуры осаждения, концентрации образующегося продукта [6]. Рис. 3 иллюстрирует влияние размера частиц на уровень ослабления УФ-А излучения оксидом цинка на длине волны 360 им. Видно, что максимальный коэффициент экстинкции наблюдается у частиц размером 60-75 нм. Частицы оксида цинка размером 200-400 нм относятся уже к пигментному оксиду цинка [7] в то время как УФ-ослабляющие частицы имеют размер 40-100 нм.
?о
£ 15
к о и: 1
♦
«MB о 10!
5 \
I
S
Г* О 5 !
О
50 100 150 200 250 300 350
Р;пмер частиц.
нм
Рис.3, Влияние размера чае пш ZnO на коэффициент экстинкции ZnO на длине волны 360 им [6]. Fig.3, Effect of panicle size of ZnO on extinction coefficient of
ZnO at 360 urn [6].
Тонкодисперсный оксид цинка обеспечивает защиту кожи как от УФ-AI, так и УФ-AIL В
УФ-В области тонкодисперсныи оксид цинка то же защищает кожу, но в существенно меньше! степени (см. рис. 4).
Когда солнечное излучение проходи I рез кожу, покрытую солнцезащитным средство.ч его интенсивность уменьшается. Изначально, примерно 4% интенсивности падающего света (А») теряется за счет отражения (/г) поверхностью нанесенного вещества еще до того, как луч преломляется в слое СЗС. Здесь, оно ослабляется за с1-«сг взаимодействия с частицами СЗС — рассеивания (/ч) и поглощения (/.
,), причем остаток проходт н слой кожи (/,) (см. рис. 5). Эти взаимодействия света с поверхностью СЗС можно выразить простым уравнением:
Эффекти в иость рассея н ия и по гло ще ш; я света существенно зависит от размера части. Поэтому при производстве солнцезащитных ма 1 с риалов необходимо обеспечить их заданный средний размер и заданное распределение, определяемое функцией плотности вероятности распределения размеров частиц.
280 300 320 340 360 380 400 420 440 4GO 480 500
Длима волны.нм
Рис. 4. Спектр УФ-ослабления тоикодиспереного ZnO \Ы Fig.4. UV and visible spectrum for fine particle /inc oxide
2. МЕХАНИЗМ СОЛНЦЕЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ H ЕС) Р Г А Н И Ч ЕС К И X М И К РО Ч А С Г И П
ТЮ2
4.
>
Vi-
V
(Ja J
* / i *
X.
«4
4
Кожа
X
\
\
Рис.5. Схема ослабления спета при прохождении ею чере
кожу, покрытую СЗС [6]. Pig. 5. Schematic of attenuation processes on И’шышчмнп throuuh the skin covered by sunscreen [6].
Оксид цинка, ZnO и диоксид гитана, ТЮ2 являются полупроводниками.
-ширина запрещенной зоны. Легко рассчитать, что свет с длинами волн короче 405 и 385 нм для ТЮ2 и ZriO, соответственно, будет поглощаться. Излучение с большими длинами волн будет лишь рассеиваться. Возбужденный электрон возвращается в основное энергетическое состояние безизлучательно или излучая свет с большей длиной волны, чем у поглощенного фотона.
Ранее предполагалось, что действие мелкозернистых частиц ТЮ2 и ZnO основывается на чистом рассеянии УФ света. Сейчас показано, что это неверно, ослабление УФ света идет за счет комбинации рассеяния и поглощения в обоих продуктах [8]. Оксид цинка эффективно поглощает излучение почти всей УФ области (380 нм и короче). Диоксид титана преимущественно эффективный УФ-В абсорбер и УФ-А — рассеиватель. На длине волны 360 нм, примерно 90% ослабления ТЮ2 обусловлено рассеянием, в то время как для ZnO эти 90% обусловлены поглощением.
Основной физический параметр, который характеризует поглощение и рассеяние света материалами — это показатель преломления п или RI (Refraction Index).
Для Ti02 в видимой области, RI = 2,6. Большинство косметических продуктов производятся из компонентов с R1 < 1,5» Поэтому очень трудно «спрятать» ТЮ2 в косметический продукт. Оксид цинка обладает более низким показателем преломления, RI = 1,9. В этом отношении он более привлекателен для использования в солнцезащитн ых материалах.
Для объяснения процесса рассеяния света микрочастицами используется теория Ми [9], которая позволяет утверждать, что рассеяние света данной длины волны может быть оптимизировано, если использовать подходящий размер частиц материала. Важно отметить, что уровень рассеяния и поглощения изменяются по-разному в зависимости от размера частиц. Оптимальный размер частиц также зависит от значения показателя преломления материала, который в свою очередь зависит от длины волны. Действительно, показатель преломления как характеристика рассеяния и поглощения материала, остается неизменным, в то же время размер частиц, который сильно влияет на рассеи-
вающую и поглощательную способность, мижсч варьироваться.
Таким образом, оптимальный мер частиц для данной длины волны должен б различен для оксида цинка и диоксида титана.
Рассеивающая способность материала наиболее высока, когда размер частиц находи гея в оп тимальной области, эквивалентной примерно поло вине длины волны света [2]. Это справедливо ллн монохроматичного излучения. Проблемой является видимая часть спектра (400-720 нм), которая содержит «белый» свет. Влияние размера частиц на рассеивающие свойства материала можно также оценить, используя теорию Лоренца — Ми (ЛМ) [101. Это иллюстрирует рис. 6. Теоретический расчет для оксида цинка и диоксида гитана с использованием комплексного значения длины волны для белого
света показывает, что для всех размеров частиц в коллоидном диапазоне (меньше 1 мкм) диоксид титана намного эффективнее рассеивает свет, чем оксид цинка. Для оксида цинка видимый свет максимально рассеивается при размере частиц примерно 800 нм [11].
Коммерческие продукты оксида цинка имеют размер частиц в диапазоне 200 нм и более.
0.25 1 Z 0.20 й 3 0 Л 5
% 5 НЛО
5 i <>.05 Ä М.0А
0
50
100
150
200
Pü íMl’p «UH IHI! (НМ)
Рис. 6. Сравнение рассеивают их эффективностей микрокристаллических оксида цинка и диоксида титана для спектр-
V*
видимои области. Fig,6. Comparison of the scattering efficiencies of microtlnc zinc oxide and micro fine titanium dioxide for visible spectrum.
Теоретические расчеты основываются на ряде упрощающих приближений, которые не позволяют установить с достаточной точностью оптические свойства реальной пленки, такой, как СЗС эмульсия.
Для того, чтобы эффективно использован, СЗС, необходимо обеспечить максимальное поглощение и рассеяние в УФ области с минимальным поглощением и рассеянием в видимой области. В таком, случае со л н цеза щ итн ы й крем буде i хорошо защищать от ультрафиолета, оставаясь прозрачным на иоже, что важно для его потребительских качеств. Оптимальный размер частиц с учетом показателя преломления ТЮ2 и длин волн УФ — диапазона, находится в пределах от 20 до 150 нм [5, 10]. Сохранение такого размера части:: является определяющим фактором эффективности материала. При естественной агломерации части материал становится пигментным, теряя при пом
эффективность в УФ области.
Пигментный TiCb имеет размер частиц от 150 до 300 им со стандартным геометрическим отклонением (СГО) до 50 нм. СТО 1.35 дает ~~5% для частиц <100 нм. Для обеспечения химической стабильности и предотвращения агломерации, поверхность диоксида титана, продаваемого в качестве СЗ — ингредиента, модифицируют либо неорганическим слоем, -кремнеземом (Si02 и А12СЬ), либо органическим слоем, например стеаратом. В работе [12] авторы, используя теорию Ми, нашли оптимальный размер диоксида гитана ТЮ2, равный 62 нм, который является наиболее эффективным при защите кожи от УФ излучения в диапазоне длин волн 307-311 нм. Такой результат обусловлен механизмом поглощения, в то время как рассеяние не вносит существенного вклада.
На солнцезащитную эффективность диоксида гитана и оксида цинка влияет также их концентрация в продукте. По результатам измерения спектров диффузного отражения микрокристаллического оксида цинка и микрокристаллического диоксида титана с концентрацией 2% и 6% [13] показано, что по сравнению с микрокристаллическим диоксидом титана, оксид цинка поглощает УФ излучение в более длинноволновой области спектра (рис.
7).
320
340
360
т
380
400
Длина волны, нм
Рис. 7. Спектроскопия диффузного отражения микрокристаллического оксида тш к а и микрокристаллического диоксида титана в концентрации 2% и 6%. В области 340-380 нм оксид цинка лучше защищает кожу от УФ-итнучения, чем диоксид
гитана [13].
Fig. 7. Diffuse reflectance spectroscopy of microfmc zinc oxide and microfine titanium dioxide at 2% and 6% concentrations. Zinc oxide is more protective then titanium dioxide in the area
from 340 to 380 nm[13).
Измерения in vivo спектров диффузного отражения подтверждают различия между двумя оксидами, которые были предсказаны раньше по результатам in vitro измерений УФ ослабления [14]. При больших концентрациях проявляется меньшее пропускание, тем самым улучшаются защитные свойства.
3. ВЛИЯНИЕ ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ, РАЗМЕРА ЧАСТИЦ И ФОРМЫ М И КРОН ИЗИ РОВ А НИ Ы X ПИГМЕНТОВ НА ПОВЕДЕНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ
КОЖЕЙ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ
В работе [15] с помощью электронной и оптической микроскопии изучали три различных типа диоксида титана с целью оценки влияния различных параметров, таких как гюкрьпие поверхности, размер частиц и форма микроиизироваипых пигментов на поведение поглощения УФ излуче-ния кожей человека при использовании этих веществ. Первый тип диоксида титана Т805 был покрыт три м ети л окт и л с и л а н о м.
Использовались образцы кубической формы размером частиц 20 нм с гидрофобной поверхностью. Второй тип образцов — Eusolex Т-2000 был покрыт А12СЬ (8-11%) и Si( (1-3%). Таким образом, во втором случае поверхность инкапсулированных нанокристаллнтов была амфифильной. Из-за вторичной агломерации изначальные частицы образцов второго типа, имеющие размер 10-15 нм, превращались в игловидные кристаллы размером примерно 100 нм. Третий тин диоксида титана — Tiovei) AQ готовили гидрофильным распределением игольчатых кристаллов ПО размером 100 нм в воде и пропиленгликоле с глиноземом (4,25%) и кремнеземом (1,75%) в качестве покрывающих веществ. Была обнаружена отпич~ ная корреляция между солнцезащитным фактором и защитой от других УФ — вызываемых изменении в коже человека, таких как фотоаллергия, pan нес старение кожи и морщины.
Исследования [12] показали, что поглощение света является наиболее важной функцией УФ фильтров, покрывающих верхнюю часть кожи.
Если принять поглощение проходящего свети и качестве главного защитного механизма, то можно предсказывать эффективность солнцезащитных кремов для всех возможных реакций клеток кожи, спектры действия которых перекрываются спектром поглощения сложного солнцезащитного крема. Анализ эмульсий, содержащих три различных типа диоксида титана, с помощью электрон ной микроскопии показал, что пигменты диоксида титана распределены исключительно на крайнем роговом слое кожи. При этом ни характеристики поверхности, ни размер частиц диоксида титана не влияют на поглощение кожей этих веществ. Эти результаты подчеркивают безопасное использование микродисперсного диоксида титана для местного нанесения на кожу человека.
4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТЫ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Солнцезащитное средство может быть и виде эмульсии, масла, геля, мусса, аэрозоля, тиер-
до го карандаша.
Но эффективности каждого из них с одними и теми же солнцезащитными веществами будут отличаться.
V./
4.1. СОЛНЦЕЗАЩИТНЫМ ФАКТОР ДЛЯ
УФ-В ИЗЛУЧЕНИЯ
Обычным параметром для оценки эффективности солнцезащитных средств является солнцезащитный фактор, SPF (Sun Protection Factor) [15, 16] — отношение минимальной эритемной дозы МЕЮ облучения, вызывающей покраснение кожи, покрытой солнцезащитным материалом к MED, вызывающей покраснение кожи, но не об-
J—- VV У»-ЦГЧ >» •■<
работаннои CJC:
SPF = (MED с C3C)/(MED без СЗС),
где MED — минимальная эритемная доза.
Солнцезащитный фактор также можно определить как отношение времени, необходимого для образования эритемы на защищенной коже tx ко времени, необходимого для образования эритемы на не обработанной коже /0.-1920x1080.jpg)
Солнцезащитный фактор отражает способность косметического препарата препятствовать развитию солнечных ожогов, вызываемых в основном УФ-В излучением. Чем выше SPF, тем эффективнее препарат защищает кожу от солнечных лучей. Из всего разнообразия вариантов основы для приготовления солнцезащитного средства наилучшим является эмульсия — крем или лосьон, в зависимости от кон центраци и. Для создания сол н цезащитных кремов используют типы эмульсий «вода-в-мас-ле’\ либо «масл о-в-воде». Преимуществом эмульсий является обеспечение высокого солнцезащитного фактора SPF. Эмульсия создает на коже универсальную, плотную, непрозрачную пленку. Недостатком является сложность стабилизации такой м но го ком п он е нтно й системы.
В ранних работах (см., например, [12] и ссылки в этой работе [17]) принимали, что SPF порядка 15 обеспечивает полную УФ защиту. В настоящее время установлено, что эти предположения были ошибочны, и необходимо рекомендовать более высокий SPF [18].
Исследования указывают на высокую защиту продуктов с SPF 30 и выше [19], которые изготовляются с улучшенным составом, с меньшим процентным содержанием активных ингредиентов [20]. Продукты с SPF выше 30 маркируются «30 [18, 21].
При определении SPF солнцезащитный крем наносят плотностью 2 мг/см2 [22-24]. Однако, действительное количество солнцезащитного крема, которое используют люди в реальной жизни, намного меньше — от 0,5 мг/см2 до 1,3 мг/см2 [24, 25]. На практике, таким образом, потребители используют лишь четверть или половину толщи-
ны слоя солнцезащитного материала, которая используется при определении SPF в лаборатории. Это означает, что кожа потребителя защищена гораздо слабее, чем указано на маркировке крема. Так, крем с SPF 30 на самом деле будет давать защиту, соответствующую SPF 15 [26]. Кроме того, при измерении SPF также не учитываются такие факторы, как потение, погружение в воду, вытирание и фоторазложение, которые на практике могут существенно уменьшить защитные евойс i ьа кремов [26, 27].
Рекомендации по применению солнцезащитных кремов с SPF 15 и выше должны индивидуально согласовываться с фенотипом кожи и временем пребывания человека на солицс.
Использование диоксида титана и оксида цинка с концентрацией 2,5% масс каждого в смеем приводит к SPF = 9, с соотношением УФА/УФВ. равным 0.68, что значительно выше, чем отношение УФА/УФВ для чистого ТЮ2, равное 0.59-0.60
Можно получить наиболее высокий S\Ц\ равный 18.5 и отношение УФА/УФВ — 0.81 с защитой в широком спектре, если использовать смесь 7.5%масс ZnO и 2.5%масс ТЮ2 [28].
Для повышения SPF и обеспечения защиты кожи в широком УФ спектральном диапазоне диоксид титана и оксид цинка используют в сочетаниях с традиционными органическими УФ фильтрами.
Таблица L
Эффективность СЗС на основе ТЮ2 и /пО
тю2, %масс ZnO,%Macc SPF Отношение УФА/УФК
7.
5 0 20 0.59-0.60
0 6 6 0.90
2.5 12 0.63
hL я 5 7.5 20 0.81
…….j
Обычно, SPF состава, содержащего органические и неорганические фильтрующие соединения, оказывается выше, чем арифметическая сумма солнцезащнтных факторов отдельных УФ фильтрующих веществ [29]. Следовательно, существует синергетический эффект между органическими и неорганическими УФ-фильтрующимн веществами [27]. Добавление микрочастиц TiO и солнцезащитные кремы, содержащие органпче-ские УФ фильтры, повышает защиту от УФ воздействия, если микрочастицы проявляют выеокпе рассеивающие свойства, и не обладают cbohciнами поглощения в УФ-А и УФ-В областях спектра Это подтверждается теоретическими расчетами по методу Монте Карло и экспериментальными неследованиями SPF как в измерениях in vitro, так ш vivo [30].
4.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЦЕЗАЩИТНОЙ КОСМЕТИКИ
Европейской, Американской и Японской
индустрии солнцезащитных средств при оценке их эффективности пытались стандартизовать используемые методологии, включающие источник света, методику применения, контрольные образцы и число участников испытания [16]. Сейчас в Европе солнцезащитный фактор определяют по установленной в 1994 году методике [31]. Большой популярностью пользуется Австралийский стандарт [32, 33], в котором изложен in vivo метод определения SPF [33]. Данный метод основывается на оценке проявления эритемы после облучения. Эритема преимущественно является показателем повреждения УФ-В излучением, поэтому метод in vivo не учитывает защиту от УФ-А излучения. В этом методе для каждого добровольца сначала определяют МЭД — минимальную дозу, необходимую для проявления эритемы облучения лампой со спектральными характеристиками, максимально приближенными к х а рактеристи кам солнечного излучения.
По прошествии 16-24 часов оценивают эритему. В результате получают приблизительное значение MED. На основании п р и б л и з ите л ь н ого значения определяют значение MEDskin более точно, проводя серию облучений, которые охватывают диапазон доз от 0,6 до 1,5 MFD
i » I KS ¥
Приблизительное значение MED для кожи с нанесенным со л н цезащ итн ы м средством определяют путем умножения ожидаемого от продукта значения SPF на MEDskin. Далее проводят серию облучений, дозами кратными приблизительному значению MED для защищенной кожи так же в интервале от 0,6 до 1,5. Спустя 16-24 ч наблюдают ответную реакцию кожи и определяют MEDsun-screen. Поделив полученное значение MEDsun-screen на величину MEDskin, получают значение SPF данного продукта.
Метод in vivo является весьма дорогостоящим и занимает много времени, не говоря об этических проблемах, связанных с тестированием на людях.
Существует также метод определения SPF in vitro, описанный в работах [28, 34]. В основе in vitro методов определения SPF лежит измерение уменьшения энергии УФ спектра после прохождения через тонкую пленку солнцезащитного продукта, нанесенного на соответствующую поверхность [35]. Измерения производят на специальном сне ктрофото м етр и ч ее ко м оборудовании. Важное условие для этих методов — поверхность, на которую наносят образец, должна быть максимально похожа на поверхность кожи. Используют не-
сколько моделей поверхности кожи: (1) кварцевые пластинки обработанные шлифовальной пастой с гранулами карборунда (SiC), тем самым доем и а-ют матовой поверхности близкой по своему рель ефу к коже, (2) наклеенная на кварцевые пластинки лента Transpore (ЗМ Company Health Саге), недостатком которой является способность ленты реагировать с некоторыми компонентами солнцезащитного продукта, (3) дорогостоящий синтетический заменитель кожи Vitro-Skin (IMS inc.
). который после увлажнения приобретает структуру близкую к человеческому эпидермису, по облагает сниженной проницаемостью для УФ, (4) плен к и из поливинилхлорида, хорошо пропускающие УФ, но не обладающие близкой к коже структурой и (5) широко распространенные пластинки in п о л и м ети л м ета кр и л ата (РММА) с шероховатой поверхностью. Поверхность РММА адекватно приближена по физико-химическим, топофафп-ческим и оптическим свойствам к коже. Химическая инертность, простота в использовании и пе > кая цена делают этот субстрат наиболее подходящим для in vitro исследований.
В основе вычисления SPF в данной группе методов лежат математические методы, i юзво—ляющие связать истинный SPF, определенным in vivo методом, с характеристиками спектра по* лощения исследуемого вещества. Параметры математических моделей зависят от используемого оборудования и материалов, поэтому разработаны готовые автоматизмрованные спектрофотометри-ческие системы, чтобы исключить погрешности отдельных лабораторий.
Наиболее распроегра ненные — UV-1000S (Labsphere, Inc.), SPF-29US (Optometries USA Inc.) и V-530/SPF (Jasco Ели one;. Можно также использовать спектроскопию диффузного отражения [13].
Увеличивающиеся свидетельства, что v<j>-А вносит вклад в фотостарение [36-38] и фогокар-циногенез [39], дали толчок развитию методой оценки и количественного определения УФ-А защитного фактора солнцезащитных кремов, ( таи дартизация методов, используемых для измерения УФ-А защиты, а также введение универсальной системы измерений для УФ-А протекторов, ‘-п-лаются крайне необходимыми в индустрии солнцезащитной продукции.
Существуют как in vivo, так и in t/7 го ml тоды исследования защиты от УФ-А излучения. Определение защиты от УФ-А излучения похоже на определение SPF in vivo, но, поскольку эритему можно вызвать только очень высокими дозами У Ф — А -об л у ч е н и я. для оценки эффекта используют другую ответную реакцию кожи — пигментацию [40, 41].
Методы in vivo, с участием добровольнее
включают: (I) ингибирование УФ-А эритемы в образцах нормальной кожи [42], (2) ингибирование быстрого пигментного потемнения — IPD (immediate Pigment Darkening) [22, 43], (3) инги-ание устойчивого пигментного потемнения -PPD (Persistent Pigment Darkening) [31] и (4) PFA (Protection Factor A),
Immediate Pigment Darkening (IPD) — in vivo метод, основанный на регистрации немедленного пигментного потемнения кожи (IPD) под воздействием УФ-А-облучения. Эффект оценивается в течение 60 секунд после облучения. Защитный фактор вычисляют как отношение MPD (минимальной дозы УФ-А, способной вызвать немедленное потемнение) на незащищенной коже к MPD на коже при наличии солнцезащитного средства. Данный метод дает быстрые результаты с использованием небольших доз УФ-А-облучения.
Persistent Pigment Darkening (PPD) — метод полностью повторяет IPD, но используются несколько большие дозы УФ-А-облучения, а эффект (устойчивое пигментное потемнение) оценивается в интервале ог 2 до 24 часов.
Ответная реакция стабильна и результаты хорошо воспроизводимы, но клиническое значение этого метода также невелико, как и метода IPD. Для исследований более целесообразно выбирать лиц с I типом, так как они больше всех склонны к пигментации.
В основе метода Protection Factor A (PFA) лежит минимальная ответная доза (MRD), то есть минимальная УФ-А-доза, способная вызвать эритему или загар. Для достижения ответной реакции требуются достаточно высокие дозы УФ-А, достигаемые более длительным облучением. Ответная реакция оценивается спустя 22-24 часа. Показатель PFA рассчитывается так же, как и SPF. Результаты стабильны и хорошо воеriроизводимы.
В работе [44] авторы использовали метод оценки фактора защиты от УФ-А излучения, посредством которого измерялось изменение пигментного цвета человеческой кожи после I часа УФ-А излучения. Для исследований были отобраны девять доступных коммерческих солнцезащитных кремов с SPF между 25 и 100, которые гарантировали УФ-А и УФ-В защиту.
В таблице 2 представлены эги кремы, содержащие различные комбинации УФ-А фильтров. В состав представленных кремов входят либо отдельно неорганические УФ-А фильтры, либо отдельно органические УФ-А фильтры, либо сочетание неорганических и органических УФ-А фильтров. Tinosorb М — солнцезащитный фильтр на основе микрочастиц, который действует одновременно как микропигмент и органический поглотитель у л ьтра ф и о л ето в ы х лучей. Фильтр Tinosorb М разработан компанией
СлЬа. ТтоэогЬ М является высокоэффективны\: солнцезащитным фильтром благодаря тройному действию: поглощению ультрафиолета фотостоп-кими органическими молекулами, светорассеянию и отражению света [45]. Основная особенность ТтоБОгЬ М — сочетание полезных качеств органического фильтра и минерального экрана. Но в отличие от обычных минеральных экранов, Тпюког М не оставляет на коже белых следов и не I
!’ Ч <
>1 ON
вает аллергию, которую часто провоцирую! -традиционные фильтры.
Tinosorb М не разрушается под действием солнечных лучей.
Mexoryl(gi S и LX — это запатентованная корпорацией L’öreal система фильтров против лучей УФ-В и УФ-А [46].
За 15 минут до облучения испытуемым было нанесено 2 мг/см» и 1 мг/см крема на но-верхность спины человека на площадь размером 4,5 смх4,5 см в первой и во второй группах, соответственно. Интенсивность пигментации измерялась колориметром (Minolta CR200) в L и b виде По системе цветового пространства, рекоменло-ваиной «Commission Internationale Г1 (CIE) к оценке цвета кожи, каждому цвету приписывается численная характеристика L*a*b:|\ где Ь*-яркость(0-100), а*- сбалансированное значение между красным и зеленым, Ь*- сбалансированное значение между желтым и синим.
Интенсивность пигментации для каждой области была рассчитана путем определения зна-чения яркости L облученного места и значения L для близко находящегося участка кожи.
Между различными солнцезащитными кремами наблюдались различия как при визуальной, так и колориметрической оценке. Наибольшие различия проявились при нанесении материала с поверхностной плотностью 1 мг/см». Наименьшая интенсивность при таком нанесении проявилась для крема F, с последующим возрастанием пигмента-ции в ряду G, Е, В, Н, I, D, А, С (см. таблицу 2). Таким образом, одинаковый SPF, указанный на упаковке, может проявлять разный уровень УФ- А пигментной защиты. Продукты, гарантирующие УФ-А защиту не все эквиваленты в условиях УФ-А излучения. Поэтому для выбора солнцезпшнт-ного крема необходим стандартизованный количественный метод.
В основе in vitro методов исследования защиты от УФ-А излучения лежат спектрофото-метрические методы, используемые при определении SPF in vitro. К числу этих методов относятся: Австралийский Стандарт, метод компании Boots (UK), метод расчета критической дл волны и метод UVA-PF [32, 35, 47].
11 i >
»
Таблица 2.
Tinosorb M, TiQ: SPF 60
F G — МехогуГ SX и XL, Авобензои, TiO- SPF 60
Авобензои, Tinosorh M SPF 100
H I mosorb M, 1 iu->, ZnO SPF 60
1 Авобензои, TiOi, ZnO 7 SPF 35
алийский стандарт предлагает 3 метода оценки УФ-А-протектных свойств. Применение этих методов является обязательным только для той солнцезащитной косметики, на которой будет стоять маркировка «broad spectrum» («широкий спектр»). Методы направлены на определение величины пропускания излучения в процентах через (1) раствор продукта толщиной 8 мм, (2) тонкую пленку продукта толщиной 8 мм в кювете или (3) через пленку продукта толщиной 20 мм, нанесенного на пластинку в интервале длин волн 320-360 им. Выбор метода зависит от физико-химических свойств продукта. По Австралийскому стандарту солнцезащитное средство обеспечивает адекватную защиту против УФ-А-облучения и маркируется как «broad spectrum», если: а) слой продукта толщиной 8 мкм не пропускает 10% излучения при каждой длине волны в интервале 320-360 им и 5) величина пропускания (320-360 им) через слой продукта толщиной 20 мкм не превышает 1%.
Крупнеишии производитель солнцезащитных средств в Великобритании Boots Company использует свою систему оценки эффективности защиты от УФ-А-облучения и, соответственно, маркировку солнцезащитных средств. В основе методики Boots лежит расчет отношения измеренного спектрофотометрически поглощения в УФ-А области к поглощению в УФ-В области.
Критическая длина волны это самая короткая длина волны, для которой область под кривой от 290 нм до значения этой длины волны составляет 90% от всей области под кривой (290-400 нм). Например, критическая длина волны 340 нм показывает, что 90% пропускания находится в области от 290 до 340 нм. Такой продукт будет блокировать лучи в областях УФ-В (290-320 нм) и УФ-А 11 (320-340 нм) и совсем незначительно в области УФ-А I (340-400 нм). Продукт с критической длиной волны 370 нм будет блокировать УФ-
В, УФ-А II и УФ-А I излучение.
пО) обладает самым широким спектром затухания. На спектре затухания оксида цинка (рис.8) можно наблюдать максимум в области 380 нм, который может незначительно варьироваться в зависимости от размера частиц. Критерием защиты от УФ-А ния можно считать такое условие, когда зиаче критической длины волны превышает 370 нм.
. х* * vM Î С
МйК!.н»»!»1С1ши«нчг«.:м1кИ „шжам t н
MHkirobjMH’ï «Л- ii и
шчен/t мtint*
УФ» U
I 1 1 …..
$26 «им SW нм
400 мм
, ним,! пч* ты, им
Рис.
8. Спектр затухания микрокристалличеекчнч) икч;n,w
цинка и диоксида гитана. Fig, 8. Attenuation spectrum of the microcrystallinc /пи; очи
and titanium dioxide.
Г i \ i V. J
Метод расчета UVA-PF полностью нов ряет in vitro метод определения SPF, только расчет осуществляется на интервале длин волн 320-400 нм, что соответствует спектру УФ-А.
В работе [48] описывается метод оценки УФ-А защиты, который включает три этапа: i спектрофотометрическое измерение УФ поглощения СЗС, 2) расчет интегрального спектра, путем умножения солнечного спектра и спектра «Commision International de l’Eclairage (OH) UV
\ который показывает комплексный обычный риск, вызываемый УФ-А облучением 3) объединение спектра пропускания С’К’ ,: интегральным спектром для получения отношения эффективнос ти УФ-А, которая може т ou i i> выражена как процент УФ-А защи ты.
4.3. ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ
Для определения биологических эффектов воздействия УФ излучения [49 36] в настоящее время наиболее эффективным способом является тестирование СЗС на in vitro восстановленном человеческом эпидермисе.
В работах [46, 49] показана возможность тивного использования in vitro восстанов-
ленной человеческой кожи в качестве трехмерной модели для изучения различных факторов воздействия у л ьтра ф и о.; I его во го излучения. В экспериментах [49] использовали излучение УФ-В мощ-
->
ностью от 52,5 до 420 мДж/см~. Для восстановленного человеческого эпидермиса УФ доза 52,5 мДж/см2 в отличие от действия на лысую кожу крысы приводит к резкому падению жизнеспособности кожи.
Поскольку эритему нельзя оценить in vitro экспериментах, эффективность солнечных фильтров проверяли на лысой коже крысы и на in vitro восстановленном эпидермисе человека методами гистологических исследований, оценкой жизнеспособности, подсчетом ожоговых клеток, SBCs (sunburn cells), изучением проявления р53 и виментина. СЗС на основе ТЮ2, ZnO использовался в качестве реперного УФ-В фильтра. Результаты исследований показали, что оба препарата (неорганический и смесь органического с неорганическим) способны разрушать апоптиче-ские процессы даже после сильной дозы УФ облучения. Также эти два абсорбера могут защитить кожу от спровоцированных УФ-В лучами изменений в ДНК. СЗС, содержащие ТЮ2 и ZnO наиболее эффективно защищают кожу от разрушения ДНК в УФ-В области. Эти исследования показали, что использование неорганических фильтров защищает от УФ-В, и в сочетании с органическими фильтрами повышает уровень защиты.
УФ-В облучение лысой кожи крысы качественно не изменяет проявление виментина. С другой стороны, приводит к резкому росту виментина уже после 6 часов после облучения.
Неорганический фильтр из смеси ТЮ2 и ZnO не смог защитить безволосую кожу крысы от повреждения при дозе УФ-А облучения 60 мДж/см». В сравнении с незащищенной кожей использование неорганического фильтра не изменило проявление виментина. В обоих случаях происходили глубокие изменения на гистологическом уровне. Это можно объяснить доведением размера частиц до уровня менее 30 нм, в результате чего в области 350 нм отсутствовало поглощение, чем и была вызвана низкая защита для УФ-А. Следовательно, неорганические СЗС на основе оксидов титана и цинка не защищают кожу от УФ-А излучения. Образцы, пропитанные СЗС, содержащим органические и неорганические фильтры, показали рост жизнеспособности и сохранения эпидермиса и дермы, более того, при этом не было обнаружено ни повреждений гена р53, ни виментина.
Тестируемые в работе [46] СЗС, содержащие 2-этилгексил-п-метоксициннамат (2-ЕНМС) и Mexoryl® SX с одинаковым SPF фактором, проявили разную степень защиты. Так, 2-ЕНМС не обеспечил защиту кожи от эпидермальных эффектов (в том числе исчезновение фибробластов) даже при небольшой дозе УФ-А излучения — 40 мДж/см2. В то же время Mexoryl® SX обеспечива-
ет полную защиту от УФ-А. Mexoryl® SX защищает от появления виментина и матрикса мета л-лопротеиназы ММР1 (matrix metalloproteinase 1).
Таким образом, в работах [46,49] было продемонстрировано, что ex vivo лысая кожа крысы и восстановленный эпидермис человека являются мощными инструментами для оценки защиты СЗС для УФ-В и УФ-А излучения. При этом восстановленный человеческий эпидермис является более чувствительным и функционал
!>М Г>
4.4. ИММУНОДЕПРЕССИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
ВОЗДЕЙСТВИЯ УФ ИЗЛУЧЕ11ИЯ
Многие коммерческие органические солнцезащитные кремы проявляют плохую защи ту от иммунодепрессии, что объясняется их высокими проникающими характеристиками [50]. Соли незащитные кремы, действие которых основано на рассеянии и поглощении излучения неорганическими микронизированными частицами, могут быть хорошей альтернативой солнцезащитным кремам на основе органических хромофоров. Нес-так и др. [51] обнаружили защиту таких «физических» солнцезащитных фильтров от индуцированной УФ излучением иммунодепрессии /// wto на мышах. Также Молен [52] и др. показали, что солнцезащитные кремы, содержащие ТЮ:, гарантируют хорошую защиту от эритемы, образования ожоговых клеток и в целом обладают хорошей иммунозащитной способностью.
4.5. ФОТОАКТИВНОСТЬ
При УФ облучении оксидов металлов в присутствии воздуха, на их поверхности может проходить образование значительных концентраций кислорода в синглетном состоянии [39] . Изучение фотоактивности оксидов металлов [53,54] показало, что эти соединения могут провоцировать вредные процессы в коже,
В оксидах цинка и титана, поглощаемая энергия УФ излучения приводит к возбуждению электронной подсистемы отдельной молекулы и образованию экситона — водородоподобного евя-занного состояния электрона и дырки [6]. Когда
О V»
электрон возвращается на свои нижним энергетический уровень, он испускает квант излучения на меньшей частоте, чем поглощенный при возбуждении, аналогично электронновозбужденной мо-
лекуле органического солнцезащитного фильтра. Время жизни экситонного состояния достаточно велико для инициирования взаимодействия с молекулами воды или с окружающими молекулами органических соединений солнцезащитной композиции, приводящего к образованию, в частности, свободных радикалов. В водной среде, при облу-
чении Ti02 образуются гидроксилрадикалы, которые способны инициировать процессы окисления [55]. В работе [11] Данфорд и др. показали, что Ti02 катализирует фотоокисление органического субстрата фенола. С помощью ВЭЖХ исследована фотоокислительная деструкция фенола в присутствии облученного диоксида титана [56]. Результаты исследований [11] демонстрируют, что ТЮ2 и ZnO могут катализировать повреждение ДНК как in vitro так и в человеческих клетках. Оксид титана является более фотоактивным, чем оксид цинка.
Органические СЗС способны большую часть поглощенного излучения переизлучить на более высокой длине волны и тоже могут неблагоприятно взаимодействовать с водой и живыми клетками, так как глубоко проникают в эпидермис. Неорганические СЗС более благоприятны. 11ричина в том, что оксиды металлов, используемые в СЗС, всегда покрываются силиконом или другими материалами. В такой форме их фотореактивность и возможность реагировать с живой тканью не так существенны. Более того, оксиды металлов не проникают в роговой слой и таким
не оказывают вредное воздействие на живые клетки в эпидермисе.
5. Н А Н О К Р И СТ А Л Л И Ч Е С К И Й КРЕМНИЙ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ФИЛЬТР НОВЫХ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ.
В последнее время все возрастающий интерес вызывают наноструктурированные системы. В работе [53] впервые предложено использование эмульсионного композита на основе нанокристал-лического кремния в качестве эффективного УФ -защитного косметического средства в диапазоне 20-40нм (УФА-В-протектор).
Нетривиальные свойства, которыми обладают наноструктурированные системы, позволяет найти им неожиданное применение в самых разнообразных объектах, в том числе при создании новых функциональных элементов и композитных материалов. Уникальность свойств наноразмер-ных объектов во многом определяется влиянием поверхности на атомные и электронные процессы, имеющие квантовый характер. Объемную часть нанокристаллов формирует кристаллическая решетка исходного материала, средний размер кото-рои составляет несколько десятков нанометров. Этот размер определяет область локализации волновых функций электронов и дырок. Но этой причине оптические и электронные свойства нанок-ристаллов, в которых движение носителей заряда ограничено в двух (квантовые нити) или в трех (квантовые точки) направлениях, будут отличать-
ся от свойств их объемных аналогов. Среди объектов с измененными оптическими свойствами н ан о к р и стал л и ч е с к и й кремний (НК) является пап» более привлекательным, благодаря возможности [54, 55] сдвигать край основного поглощения в видимую и у л ьтра ф иол его в у ю области спектра.
* *
5.1. КВАНТОВО- РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ
Последнее время интенсивно стали п ручаться полупроводниковые нанокристаллнты, известные как квантовые точки (КТ). К таким объектам относят и нанокристаллнты кремния. Возрастает интерес к изучению спектральных свойств нанокристаллического кремния в связи с перспективами внедрения его в различные среды и иг-пользования в качестве солнцезащитного фильтра.
В работе [53] было предложено использовать для создания солнцезащитных композитов физический эффект поглощения фотона УФ диапазона без переизлучения кванта света с другими энергетическими характеристиками. Этот тффекл может быть достаточно просто реализован в частицах НК, поскольку изменение их размеров и модифицирование поверхности позволяет управлять их оптическими свойствами. Знание взаимосвязи структуры наноразмерных частиц с их оптическими свойствами, в свою очередь, позволяет целенаправленно создавать новые технологии получения солнцезащитных композитов.
При этом используется новый механизм защиты от УФ излучения — поглощение фотопа УФ диапазона без переизлучения кванта свела е другими энергетическими характеристикам 1 \ [57]. Известно, что уменьшение размеров наночастии кремния влечет за собой кардинальное изменение зонных параметров материала [58], что, в свою очередь, приводит к изменению его оптических свойств [59] (см. рис. 9).
К. iiiCit ji
300
tltt. 1У
кжи »¡кним»*кк;г*
Ж МО
/
ДО
у ■■ Г….. / …../ -—»
/
7
mmrjmut* 1»
BVMO
£ *»
0+
V0
Г…..
N нк. «и
>■ *
Рис. 9. (а) Схематическая координационная диаграмма ночосл перехода кристаллического кремния объемного материал.! и электронных состояний манокластсра. (б) Зависимоегь чнс.на атомов кремния в нанокристалле от радиуса иаиочасгиц [59]. Fig. 9. (a) Schematic correlation diagram relating cluster states to bulk crystal states, (b) Dependence of the numbers of atoms in
microcrystallyte particle on its radii [59].
Так, для частиц размером меньше 4 нм пр» определении их свойств являются существенным!
эффекты размерного квантования, использование которых позволяет управлять люминесцентными и абсорбционными характеристиками материалов на их основе [60, 61]. При переходе от объемного кремния к нанокриеталлнческому увеличивается ширина запрещенной зоны, край основного поглощения сдвигается в видимую и ультрафиолетовую области спектра [58], материал вследствие этого может эффективно поглощать УФ кванты света.
■ М■ ■ …….. «ноти
2
1 *
Размер ПК. нм
Рис. И), Рассчитанная зависимость энергии ‘электронного перехода НК от размера частиц нанокристалличсского кластера.
Fig. К). Predicted band gap variation with size of the Si-NC.
Прибавив измеренные сдвиги зоны проводимости и валентной зоны к ширине запрещенной зоны объемного кремния Si, было получено значение ширины запрещенной зоны квантовых точек Si. Оказалось, что определенная экспериментально ширина запрещенной зоны существенно больше по сравнению с результатами описанных теоретических расчетов [66]. Таким образом, «state-of-the-art» теоретические расчеты [64] и экспериментальные наблюдения [65] находятся в разногласии между собой. Это разногласие увеличивается с уменьшением размера квантовых точек (рис.11).
Для наночастиц размером порядка 10 нм и выше (содержащих — 1Ü4 атомов кремния) абсорбционные характеристики в УФ- и видимом диапазоне длин волн будут во многом определяться
свойствами обычного кристаллического пли аморфного кремния. Эти характеристики зависят от целого ряда причин: от наличия структурных
и примесей, от фазового состояния и некоторых других условий [67, 68]. Меняя функцию распределения наночастиц по размерам, их концентрацию в эмульсии, и соответствующим образом модифицируя состояние их поверхности, можно ц ел е н а п ра в л е н н о изменять спектральные характеристики нанокомпозитного материала и целом [53]. При этом необходимо стремиться за счет изменения характеристик кремниевого порошка получить наибольший эффект в уменьшении пропускания в области длин волн короче 400 нм (см. рис. 12 и работу [66]), которая и определяет солнцезащитные свойства создаваемых кремов
[69].
5 1 £
4,5 4
> 3,5
ob 3
tu
2
Зиш«??
iah
ч
* ** J
Ч, > 4 V.
Ч, 1
1*Г
t *
— P;micp НК нм
-г-
IMWMHHN
I
us
г 2,5 Размер IГК. им
3.5
Рис. 11. Экспериментальные расчеты «state of the art’ \ полученные van Buren [65] и теоретические расчеты «state of the
arf\ полученные Ogut [64]. Fig, 11. Comparison of the «state of the art» experimental band gap obtained by van Buuren [65] with the «state of the an theoretical one obtained by Ogut [64].
70
?
■«p ‘ ON *
r 501
40
f
et
I 30
I 20;
К 10
0
■—^Tiii» и
200 300
400 500 600 700 800 9UÜ Длима волны, им
Рис. 12. Спектр поглощения нанокриеталяического кремню»
полученного электрохимическим метолом |69|. Fig. 12. Absorbanec spectrum of nanocrystallite silicon obtainet
by electrochemical technique [69].
СИПК
5.2. УФ ФИЛЬТРЫ НА ОСНОВЕ
НОГОНК- КРЕМНИЯ
Способ получения наночастиц кремн и я может существенно повлиять на спсктральные характеристики материала. Так, метод получения нанокриеталлического кремния в виде порошка с
помощью плазмохимической технологии [70, 71] позволяет варьировать химический состав поверхностного слоя наночастицы. Такая возможность отсутствует при традиционных способах получения нанокристаллического кремния (НК-ЭО в твердых матрицах (например, в а-8Ю2) с помощью ионной имплантации заряженных частиц кремния [72] или методом рад и о ч астот и ого осаждения кремния [61].
одним преимуществом нанокристал-шческого кремния перед используемыми диоксидом гитана и оксидом цинка является то, что уменьшение размера нанокристаллического кремния увеличивает покрытие поверхности кожи (до
-у
150 м7г), и тем самым увеличивает эффективность УФ защиты [70, 71].
В работе [73] теоретически рассмотрено, как должна меняться величина пропускания с учетом рассеяния и отражения для наночастиц чистого кремния в зависимости от их размера для определенных длин волн. Для конкретности рассматривается среда (не рассеивающая и не поглощающая) толщиной 20 мкм с показателем преломления п — 1,4, в которой равномерно распределены наночастицы кремния сферической формы с концентрацией 0.5% по объёму, что примерно соответствует 1 масс.%. Отраженный и прошедший через слои свет регистрируется в телесный угол 2к. Расчеты проводились согласно методике, которая применялась в подобных случаях для наночастиц оксида титана ТЮ2 с использованием теории рассеяния Ми [70] и метода Монте-Карло [74]. Рассматриваемые в данных расчетах размеры частиц были порядка 10 нм и выше. Для их характеристики может быть использован известный показатель преломления для кристаллического кремния, который имеет определенную величину для каждой из используемых длин волн [75]. Данные расчеты были проведены для трех длин волн: 290 нм, 350 нм и 400 нм. Результаты этих расчетов представлены на рис. 13 .
Из полученных данных следует, что минимальная величина пропускания должна иметь место для таких размеров НК-Бц когда наблюдается максимальное отражение. В зависимости от длины волны наблюдения этот диапазон сдвигается в сторону меньших размеров: 60-90 нм для Х(шб:1 = 400 нм, 40-100 нм для ХШ,Г)Л = 350 нм и 25-100 нм для А,набл = 290 нм. Кроме того, из расчетов видно, что для частиц одного размера (в нашем случае для частиц размером в 10 нм) величина пропускания в УФ области довольно быстро падает с уменьшением длины волны наблюдения (см.iM -M • • у • V’ «ssv £……« ‘ 44 4
о ao 40 m m ш 1Л) ш ию лю
jfp 4ttt’;fHH S.
? •• ufto
‘I’JO 4Ш fsi’i i’i
‘Hi
Рис. 13. Зависимости диффузного отражения (■) и пропускания (•) взвеси наночастиц кремния (объемная ломя 0.5%) в 20-мкм сдое водно-шульеиоиной среды для падающего излучения с длиной водны 200 (а), 350 (б) и 400 нм (в) от ср.4 i-hciо диаметра HK-Si. (г)-ддя разных длин волн падающею
излучения при диаметре частиц 10 нм |73|. Fig. 13. Diffusion reflection (ш) and transmission {•) of the м1г con nanoparticles (volume fraction of 0.5%) distributed m 20 m layer of the water-emulsion media for the incoming radiation 2{H) nm (a), 350 nm (b) and 400 nm (c) on the mean Si-NC diamcicr. (e) — for various wave lengths of the incoming radiation at the
particle diameter of 10 nm [73].
5.3. КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ПК КРЕМ I ¡11/ ПРИ РОДИ Ы М И БИОЛОГИ Ч ЕСКИ АКТИВ 11Ы
СОЕДИНЕН и я ми
v..
и
Спектр защитного действия композиции, созданной на основе нанокристаллического кремния, может быть усовершенствован при введении физиологически активных добавок, препятствующих протеканию окислительных процессов, связанных с воздействием на кожу свободных пали
г
калов и активного кислорода [76]. Поставленная задача достигается тем, что косметическое средство для защиты от УФ-излучения, включающее водно-масляную основу и нанокристаллнчеекнй
вавший кислород кремний, дополнительно содержит витамин Е, сквален и эй ко пол.
Два последних соединения являются натуральными морепродуктами, выделенными из тка-ней и жира холодноводных рыо. ) шал ю л содержит жирные полиненасыщенные кислоты класса ш _ з способствующие усилению обменных процессов в клетках человека.
Сквален представляет собой вещество, выделенное из печени глубоководных акул участвует в синтезе липопротеидов высокой плотности, повы 111 ает иммунитет здоровых клеток:
тыл =ч на и,ь« it’n;F=< ин’Н-ь< a = t ни и,
Ч Si Н ЙС Н ,f,( П —i и Н А • г .4 > § ••■,
1
3
5.
6.
8.
9. 10
12.
13.
14.
15
16.
17
18.
19.
1
В сочетании со скваленом витамин Е является эффективным антиоксндантом. Все эти продукты являются источником протеинов, витаминов группы В и Р1\ природных микроэлементов и минеральных солей [76].
Авторы выражают благодарность Гольд-штрах М.А. и Свиридову AJI. за помощь в подготовке материала статьи.
Работа выполнена при поддержке грантов
РФФИ (№ 04-02-17172), (№06-02-08160-ОФИ).
Л ИТЕ РА Т УРА
Lynd E.L. Titanium. Mineral Facts and Problems. 1985. P. 859-866.
Mitch nick Yl.A., I airhust D., Pinnell S. J. Am. Acad. Dermatol. 1999. V, 40. P. 85-90.
Shiroganc K., Kida V., I to S. Cosmetics containing transparent metal oxides as absorbers of ultraviolet light, Okamura Oil Mill, Ltd., Jpn. Kokai Tokkyo Koho. Japanese patent 62 84017. 1987.
Kao Corp. Japanes patent 62 14501 I. June 29, 1987. Judin V.P.S. Chem, Bn. 1993. June. P. 503-505. Anderson M.W., Hewitt J.P., Spruce S.R. Broad-Spectrum Physical Sunscreens; Titanium Dioxide and Zinc Oxide, in Sunscreens. Development, Evaluation, and Regulatory aspects, N.J. Lowe, N.A, Shaath, and M.A. Pathak, Editors. 1997: New York Basel 11опц Копц. P. 353-354, Brown H.E. Zinc Oxide, Properties and Applications. International Lead Zinc Research Organisation. 1976. New York. I CON 76-9932.
Say re R.J. Soc. Cosmet. Chem. 1990. V. 41 N. 2. P. 103-109.
Xiojici Г. Рассеяние света малыми частицами. 1961. М. Kerkcr М. The scattering of light and other electromagnetic radiation. Academic Press. 1969, New York. Pinnell S.R., Kairhurst I). Dermatol, Surg. 2000, V. 26, P. 309-314.
Dunford R. et al. ! LBS Letters. 1997. V. 418 P. 87-90. Popov A.P. et al. J.Phys. D; Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 2564-2570.
Gilies R.N.K. Noninvasive in vivo determination of sunscreen ultraviolet A protection factors using diffuse reflectance spectroscopy. 1997. New York. P. 601-610. Sehulz J. et al. Advanced Drug Delivery Reviews, 2002, V. 54 (suppl.l). P. SI57-SI63.
Neylor M., Kevin C. Arch Dermatol. 1997. V. 133. P. 1146-I 154.
Wolf R. et al. Acta DermatoveneraL Croat. 2003. V. 11. N. 3. P. 158-162.
Kaidbey K. J.Am. Acad. Dermatol. 1990. V. 22. N.3. P. 449-452.
Leroy D„ Dcschamps P. Photodermatol. 1986. V. 3. P. 52-53.
Food and Drug Administration. Sunscreen drug products for over-the-counter human use. Federal register. 1999:
Washington (DC). P. 27666-93.
if*
Food and Drug Administration. Sunscreen drug products for over-the-counter human use. Federal Register. 1994. N. 43. P. 38206-38269.
Food and Drug Administration. Sunscreen products for over-the-counter use. Federal Reuister. 1978. N. 43. P. 28269. Food and Drug Administration. Sunscreen drug products for over-the-counter human use; tentative final monograph; proposed rule, Federal Register. 1993. V, 58. P. 28194-28302.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
4L
41
* W 1
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49
50.
51.
52.
S3
54.
Sternberg €., Larco O. Arch, Dermatol. 1985. V. I?I. P. 1400-226.
Bcch-Thomson N., Wulf H. Photodermatol Photoiinnuinol. Photomed. 1993. V. 9. P. 242-4.
Tarras-Wahlberg N. et al. J. Invest. Dermatol. 1999. V. 113. P. 547-553.
Diffcy B.L., Robson S.J. Soc. Cosmet. Chem. 1989. V. 40. P. 127-133.
Hcrzog B. J. Cosmet. Sci. 2002. V. 53. N. LP. 11-26. Ladcmann J. et al. J. of Biomed. Optics. 2005. V, 10. N. 1 P. 014008-1-014008-6.
COLIPA. Sun protection factor test method. 1994. 94/2.89. Australian/New Zealand S tan dart, Sunscreen prod иск Evaluation and classification.
Тимофеев Г.А., Мухтарова С.Э., Гладков Д. Сырье и упаковка. 2005. «Г. I. Выи. 50.
Kelly К.A. et al. J. Soc, Cosmet. Chem. 1993. V. 44. P. 139-151.
Diffcy B.L. Int. J. Coscm. Sci. 1994. V. 16. P. 47-52. Lavker R.M. et al. J. Am. Acad. Dermatol. 1995. V 32. P. 53-62.
Lowe N.J. et al. J. Invest. Dermatol. 1995. V. 105. P 7
43.
Lavker R„ Kaidbey K. J. Invest. Dermatol. 1997. V. 108.
P. 17-21.
Lavker RM. et al. Photochcm. Photobiol. 1995. V. 62. P. 348-352.
Chardon A., Moyal D., Hourseau C. Persistent pigment darkening as a method for the UVA protection assessment of sunscreens, in Protection of Skin Against L’ltraviulct Radiations (A. Rougicr and H. Sehaefer eds). 1998. Pans. P. 131-136.
Kaidbey K., Barnes A. J. Am. Acad. Dermatol. 1991. V 25.
P, 262-266.
Stanfidd J.NY. et al. J. Am. Acad. Dermatol. I9XC V. 2 p. 744-748,
Chardon A., Cretois I., Hourseau C. Int. J Cosmet. Si 1991. V. 13. P. 191-208. Moyal D. et al. Eur J. Dermatol. 2002. 12(4). Гвоздева И.Г. Сырье и упаковка. 2002. Т. 3 10.
Bernerd F., Vioux С., Asselineau D.
Photobiol. 2000. V. 71 N. 3. P. 314-320.
«The Guide to Practical Measurements of CVA L’Y В
Ratios», m The Boots Co. PLC.
Sayre R., Agin P. J. Am. Acad. Dermatol. 1990 V. 23. N. 3(1). P. 429-40.
Gelis C. et al. Photodermatol. Photoimmunol. Photomad. 2003. V. 19. P. 242-253.
Wolf P., Kripke (Vf.L. Immune aspects of sunscreens. Sunscreen Photobiology: Molecular, Cellular ant! Phv.io-logieai Aspects, ed. F.P. Gasparro. 1997. Springer-Vertas!. Berlin. P. 99-1 18.
Bestak R. et al; J. Invest. Dermatol. 1995. V. 105. P. 3-i> 351.
Molen R.C., Hurks H.M.H., Al E. J. Photocem. Photobiol. B: Biology. 1998. V. 44. P. 143-150. Warner W.G., Yin J.J., Wei R.R. Free Radie. Bio!. 1997. V. 23. P. 851-858.
Hirakawa K. et al. Free Radical Research 2004. \ N. 5. P. 439-447.
Srepone N. Kuk-Otlnner 1 ncyciopedia of Che Technology. Wiley-lntcrscinec ed. 1996. New York. P. 837.
Cumpeltk B. Spectral shift of lambda max of РАВ.Л hydroalcoholic systems. Van Dyke lech. Bull. I 9 ville NJ.
22. C.
Photowicn
> 4, ‘ S
/Л i k:¡k:-
56. Бэкмаи Д. и др. Косметическое средство от ультрафиолетового излучения. Патент на изобретение X® 2227015, Бюллетень № 11. 2004. Россия.
57. Canham L.T. Appl. Phys. Lett. 1990. V. 57. P. 1046-105!.
58. Brus L. J. Phys. Chcni. 1986. V. 90. P. 2555-2560.
59. Delerue C,, Allan C., Lannoo M. J. Lumin. 1990. V. 80.
P. 65-73.
60. Soni R.K. et al. J. Lumin. 1999. V. 83-84. P. 187-191.
61. Delerue C., Lannoo IVf. J. Lumin. 1999. V. 80. P. 65-73.
62. Ranjan V., Singh V.A. J. Phys: Coiidens. Matter. 2002. V. 14. P. 6647-6655.
63. Qgut S,, Chelikowsky J., Louie S. Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 1770.
64. Van Buuren T. et al. J. Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80.
P. 3803.
65. Wang L.W., Zunger A,, Nanocrystalline Semiconductor Materials. Elselvier ed. P.V. Kaniat and D. MeiseL 1996. New York.
66. Altman I.S. et al. Phys. Rev. B. 2001. V. 63. P. 161402-i-161402-4.
67. KniefS., Niessen W.V. Phys. Rev. B. 1999. V. 59 P. 12940-
12945.
68. Гаврилов С.А., Сорокин И.Н., Kapaitaucixiiii 11. \. Электрохимия. 1999. T. 35. .N\> 7. C. 817-822.
69. Туторский И.А. и др. Коллоидный журнал. 2005. L <V» №.4. С. 491-496.
70. Багра гашвили В.Н. и др. ДАН. 2005. Т. 45. № 3 С 360-363.
71. Shimizu-lwayama Т., Наша Т., Hole IXE. Solid-State Electronics. 2001. V. 45. P. 1487-1494.
72. Рмбалтовский A.O. и др. Оптика и спектроскопия
2006.
73. Popov А.P. et al. Proc. SPIh 2005 V. 5702 P. I
74. Handbook of optical Constants of Solids, ed. Pahk. 199N. San Diego: Acad Press. P. 561-565, 575-579.
75. Исаев B.A. и др. Сборник РАЕН. Наночастипм в природе. 2006.
Кафедра аналитической химии
УФ-фильтров | B&H Explora
Во времена кинематографа ценность размещения УФ-фильтра перед объективом никогда не подвергалась сомнению. Помимо подавления негативного воздействия атмосферного ультрафиолетового излучения, ухудшающего изображение, УФ-фильтры также служат для защиты передней линзы объектива от пыли и влаги. Они также отталкивают неизбежные пятна и царапины, которые со временем ставят под угрозу эффективность антибликовых покрытий, влияющих на определение того, насколько хорошими (или не очень) получаются ваши фотографии.Перенесемся в современные дни цифровой обработки изображений и главный аргумент: «Нужны ли нам еще УФ-фильтры?» Ответ — безоговорочное «Да».
Несмотря на то, что цифровые датчики изображения далеко не так чувствительны к УФ-излучению, как пленка, защитные свойства УФ-фильтра на вашем объективе все же вполне оправданы. Независимо от того, как записывается изображение, вероятность попадания пыли, влаги, пятен и царапин на переднюю линзу объектива в ущерб изображению также неизбежна и проблематична.
Существует также веский аргумент в пользу того, что со временем медленное накопление микроцарапин и износ поверхности объектива, вероятно, приводит к большему количеству ухудшающих качество изображения эффектов, чем использование высококачественного фильтра перед объективом. ваш объектив может когда-либо вызвать. С экономической точки зрения, даже самый яростный критик фильтров с радостью заплатил бы цену за замену разбитого фильтра, а не за замену переднего элемента объектива.
Что такое УФ (ультрафиолет) свет?
Визуальный спектр — свет, который мы видим глазами — состоит из красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового цветов.Смешайте их, и вы получите «белый» свет. Длины электромагнитных волн света измеряются в нанометрах (нм), при этом визуальный спектр находится в части ширины полосы электромагнитного излучения от 390 до 750 нм. Чуть ниже красного конца визуального спектра находится инфракрасный (примерно от 750 нм до 1 мм), а ультрафиолетовый свет находится чуть выше синего конца визуального спектра (примерно от 10 до 390 нм). Хотя мы не видим ультрафиолетовый свет, он тем не менее влияет на визуальное качество снимков, которые мы делаем.
Как УФ-свет влияет на фотографии?
UV влияет на качество изображения несколькими способами. При фотографировании на открытом воздухе ультрафиолетовый свет проявляется в виде дымки, которая может варьироваться в зависимости от того, насколько близко вы находитесь к большим водоемам или снегу (вода и снег оба отражают солнечный свет, который, в свою очередь, увеличивает уровни ультрафиолета), высоты (чем выше вы идти, тем больше УФ-света вы встречаетесь) и в больших городах (отражающее стекло и металлические конструкции также могут усиливать уровни окружающего УФ-излучения). Эта дымка ухудшает детализацию изображения, особенно на больших расстояниях с линзами с большим фокусным расстоянием, где совокупная плотность дымки может сильно смягчить резкие детали удаленных объектов.Во многих отношениях это нейтрализует аргумент против использования фильтров из-за страха снизить разрешающую способность объектива, особенно телеобъективов.
В отличие от дымки, связанной с влажностью, которую можно контролировать с помощью УФ-фильтрации, смог, являющийся основным компонентом городской дымки, не уменьшается с помощью УФ-фильтра. Причина этого в том, что смог состоит из твердых частиц, а не из отраженного света.
УФ-фильтр — это УФ-фильтр, это УФ-фильтр…
правильно ?Не совсем так.Если бы вы искали 58-миллиметровый УФ-фильтр на веб-сайте B&H, вам был бы показан список из более чем 30 фильтров с ценой от менее 10 до более 270 долларов. Хотя оба этих фильтра выглядят одинаково и работают одинаково, они, вероятно, так же похожи, как два четырехдверных седана, хотя один производства АвтоВАС, а другой — Mercedes. Критерии для определения различий между каждым из этих 30-плюс фильтров включают в себя природу стекла, стопорное кольцо и специфику покрытий, используемых на стекле.
Каков диапазон степеней УФ-покрытий?
Стоит отметить, что обычное оконное стекло неплохо блокирует ультрафиолетовое излучение, поэтому, если не считать schvitzing от жары, вы не можете получить солнечный ожог, сидя рядом с залитым солнцем окном. Но одно лишь простое стекло не может ослабить воздействие УФ-излучения так же тщательно, как стекло с покрытиями, предназначенными для дальнейшего блокирования УФ-излучения. Чтобы заблокировать негативное воздействие ультрафиолета, производители фильтров начали производить покрытия для фильтров, уменьшающие его негативное влияние на изображения.
Самым основным из этих фильтров является стандартный УФ-фильтр, который, как следует из названия, предназначен для защиты передней линзы объектива, блокируя эффекты низкоуровневого ультрафиолетового света, характерного для съемки на открытом воздухе. Как правило, УФ-фильтры имеют теплый янтарный оттенок, хотя большинство защитных УФ-фильтров кажутся бесцветными. Шаг вверх — это Haze 1, который в зависимости от производителя может быть также обозначен как UV 1a, UV-010 или UV (0) и блокирует около 70% УФ части спектра.Фильтры Haze 1 также уменьшают голубоватый оттенок, который часто приобретает уродливый оттенок на цветных фотографиях, сделанных на открытом воздухе в яркие солнечные дни, особенно это касается цветных слайд-пленок.
Для дополнительного подавления УФ-излучения (примерно 81%) существуют фильтры УФ-15, которые в иерархии УФ-фильтров находятся между более умеренными фильтрами УФ-16 и УФ-17 и более сильными фильтрами УФ-2А.
ФильтрыUV2, которые в зависимости от производителя также называются фильтрами UV-415, UV2A и UV2B, оптимизированы для съемки на берегу или вблизи больших водоемов, в снегу или на больших высотах, где уровни окружающего УФ-излучения значительно увеличено.Согласно спецификациям, фильтры UV2 и их эквиваленты от конкурирующих производителей фильтров устраняют 100% воздействия УФ-излучения.
Другие варианты УФ-фильтров, доступных от производителей фильтров, включают UV17, который устраняет примерно 97% окружающего УФ-излучения, UV-410 для высотных и открытых водоемов и UV-420, который не только блокирует все УФ-излучение, но и слегка проливает его. в видимый спектр, в результате чего фотография приобретает теплый оттенок. Два других обозначения УФ-фильтра, используемые некоторыми производителями, — это L37, который предназначен для прохождения 370-нм части УФ-спектра, и L39, который влияет на 390-нм часть спектра.
Вообще говоря, чем тяжелее УФ-покрытие фильтра, тем теплее будет общий оттенок фильтра, независимо от производителя.
Помимо УФ-покрытий, большинство фильтров также имеют дополнительные покрытия линз, предназначенные для уменьшения бликов, хроматических и оптических аберраций. Многослойные фильтры также более эффективны для поддержания оптимального уровня контрастности и цветовой насыщенности записываемой сцены.
Какие атрибуты оптического стекла?
Объектив представляет собой законченную оптическую систему, состоящую из нескольких групп отдельных элементов, которые работают как единое целое для передачи фотографического изображения на датчик камеры (или пленку) с резкостью от края до края и точной цветопередачей.Добавьте фильтр с сомнительными оптическими характеристиками, и вы рискуете поставить под угрозу те самые качества, которые позволяют объективу работать с максимальной отдачей. Именно по этой причине никогда не следует срезать углы при покупке фильтров, УФ или других.
Основным компонентом фильтра является стекло, которое, не считая покрытия, делает один фильтр более привлекательным, чем другой. Среди атрибутов, которые необходимо учитывать при выборе фильтров, являются толщина стекла (как правило, чем тоньше, тем лучше), а также состав и страна происхождения стекла (раньше немецкое стекло считалось лучше, чем стекло, производимое в Азии; это утверждение больше не имеет фактических доказательств).Примеси в стекле и изменения в производственном процессе определяют общую степень оптической прозрачности, которой будет обладать готовый продукт, и будут влиять на способность фильтра пропускать больше света и поддерживать оптимальную резкость при одновременном снижении хроматических аберраций.
Ключевые слова, на которые следует обратить внимание при покупке стеклянных фильтров, включают стекло Water White, оптически чистое стекло, которое может пропускать от 98 до 99% света, проходящего через него. Водяное белое стекло также содержит более низкий уровень железа, чем стандартное стекло, что приводит к более белому пропусканию света за вычетом зеленого оттенка, характерного для стекла, содержащего более высокие уровни частиц железа.
Еще одно заслуживающее внимания ключевое слово — «Schott» на стекольном заводе Schott AG, известном производителе высококачественного оптического стекла и крупном поставщике стекла для Schneider-Kreuznach и Carl Zeiss, двух лучших производителей линз на планете.
Гели, полиэстер или смола — лучшие фильтры?
В дополнение к более чем 50 круглым стеклянным ввинчивающимся фильтрам, которые мы храним в B&H, УФ-фильтры также доступны в форме желатина (гелей), полиэстера и смолы. Хотя гелевые фильтры более хрупкие и их легче поцарапать, они похожи на бумагу и делают их очень желанными для фотографов, которые зависят от фильтров, но хотят как можно меньше ухудшать качество изображения.Смоляные фильтры, которые толще и поэтому менее подвержены повреждениям, чем гели, также считаются жизнеспособной альтернативой стеклянным фильтрам.
Желатиновые фильтры доступны в рулонах для желирования осветительных приборов и окон, а также в меньших квадратных и прямоугольных формах для использования в ввинчиваемых держателях фильтров от Cokin и других производителей.
Какие преимущества и недостатки у фильтровальных колец?
Несмотря на то, что кольца фильтра мало влияют на оптические свойства фильтра, если вы случайно заблокируете фильтр на объектив в неподходящий момент, это, безусловно, может нарушить ваш рабочий процесс.Кольца фильтра, часть фильтра, которая ввинчивается в резьбовую часть оправы объектива и удерживает все на месте, чаще всего изготавливаются из алюминия или латуни. Что касается того, что лучше, латунные кольца гораздо менее склонны к заклиниванию при навинчивании и снятии объектива, и они менее склонны к вмятинам при появлении пятен, что делает фильтр более склонным к заклиниванию при следующей попытке навинтить его. твой объектив.
Некоторые фильтры также доступны с тонкими кольцами фильтров, которые предназначены для минимизации вероятности виньетирования углов кадра при съемке с широкоугольными объективами.Единственным недостатком фильтров с тонкими кольцами является отсутствие внутренней резьбы, что затрудняет, если не делает невозможным, установку дополнительных фильтров в случае необходимости. Тонкие кольца фильтра также могут затруднить использование бленды с резьбой и защелкивающихся крышек объектива.
Что мне нужно знать о фильтрах Skylight?
При обсуждении УФ-фильтров в обсуждение неизбежно включаются светофильтры. Светофильтры, которые бывают двух сильных сторон (светлый светильник Skylight 1A и более темный светильник Skylight 1B), имеют розовый оттенок по сравнению с янтарным оттенком УФ-фильтров.Этот розовый оттенок полезен при съемке цветных фотографий, поскольку он может добавить тепла изображению и помочь уменьшить голубоватый оттенок яркого наружного освещения. Как и УФ-фильтры, светофильтры используются для защиты передней поверхности линз, а также для устранения дымки.
Светофильтрытакже предпочтительны при съемке портретов, потому что розовый оттенок может лучше дополнять оттенки кожи, чем янтарный оттенок УФ-фильтров. Также следует отметить, что есть светофильтры от некоторых производителей, которые имеют теплые цветовые характеристики, аналогичные фильтрам UV-2A от конкурирующих производителей, поэтому никогда не предполагайте, что розовый означает световой люк, а янтарный — УФ.
На вынос
- УФ-фильтры ослабляют ультрафиолетовый свет, который преобладает в большинстве случаев на открытом воздухе.
- Эти фильтры помогают уменьшить голубоватый оттенок дневного света и уменьшить дымку.
- Фильтры более высокого качества не повлияют на светопропускание или контрастность вашего изображения.
- Обычно прозрачные или слегка окрашенные фильтры, они подходят для использования в качестве защитных фильтров для ваших линз.
- Более сильные фильтры, поглощающие УФ-излучение, блокируют все УФ-излучение и предотвращают нерезкость изображения при интенсивном освещении.
УФ-фильтров | B&H Photo Video
Знакомство с УФ-фильтрами
УФ-фильтрыкогда-то были неотъемлемой частью набора инструментов каждого увлеченного фотографа. Пленка прошлых лет была очень чувствительна к ультрафиолетовому свету, поэтому фотографы, которые не использовали фильтры, часто обнаруживали, что их фотографии на открытом воздухе омрачены голубой дымкой. Это особенно актуально для снимков, сделанных в солнечные дни, возле воды или снега или на возвышенности. По этой причине ультрафиолетовые фильтры часто называют «фильтрами-дымками».«
Благодаря современным технологиям, синяя дымка осталась в прошлом. В большинстве случаев современные пленочные и цифровые датчики прекрасно справляются с УФ-светом без необходимости фильтрации. Поляризационные фильтры сегодня более популярны, поскольку они затемняют небо, управляют отражениями и подавляют блики. Однако УФ-фильтры все еще используются сегодня, в основном для защиты линз камеры от повреждений.
Что такое УФ-фильтры для фотоаппаратов?
Фильтры сделаны из стекла и прикрепляются к передней части линзы, чтобы блокировать ультрафиолетовый свет, невидимый свет, который находится прямо под синим концом визуального спектра.В некоторых фильтрах для линз используется простое стекло, а в других используются различные покрытия для улучшения процесса фильтрации.
Ультрафиолетовые линзовые фильтрыбывают разных цен в зависимости от их конструкции и, в частности, качества используемого стекла. Высококачественные фильтры часто имеют тонкое и оптически чистое стекло. Другие особенности включают в себя фильтры качества покрытия и материалы, используемые для стопорного кольца. Латунь — предпочтительный материал для высококачественных фотофильтров, в то время как бюджетные модели предпочитают алюминий.
Для чего в фотографии используется УФ-фильтр?
Поскольку ультрафиолетовый свет больше не является проблемой для пленочных или цифровых фотоаппаратов, основная цель УФ-фильтров для линз сегодня — это защита, которую они предлагают.Установка фильтра помогает защитить ваши линзы от пыли, влаги, пятен отпечатков пальцев и несчастных случаев, таких как удары и падения. Также намного дешевле заменить фильтры, чем линзы.
Стоит ли использовать УФ-фильтр на линзе?
Линзовые УФ-фильтры— это разумное вложение средств в обеспечиваемую ими защиту. Это особенно актуально, если вы снимаете в таких местах, как пляжи или джунгли, где есть высокий риск поцарапать или повредить влагу. Упаковать один или несколько в сумку для фотоаппарата вместе с такими предметами, как фильтры для солнечной фотографии, — это разумный ход.
Однако одна проблема с фильтрами заключается в том, что они блокируют очень небольшое количество (от 0,1% до 5%) света, и это может повлиять на качество изображения с точки зрения контрастности и резкости. С другой стороны, некоторые критики утверждают, что ухудшение изображения было бы еще выше, если бы объектив без камеры имел царапины от отсутствия защиты фильтром.
Ознакомьтесь с широким ассортиментом качественных инфракрасных и УФ фотофильтров, а также использованных фильтров и аксессуаров в B&H Photo Video.
Что такое УФ-фильтр? (И если вы используете один на своем объективе)
В этой статье мы рассмотрим, что такое УФ-фильтр, каково его предназначение и следует ли вам его использовать.
Прочтите всю необходимую информацию.
Что такое УФ-фильтр?
Согласно определению Википедии, «Ультрафиолет ( UV ) — это электромагнитное излучение с длиной волны от 10 до 400 нм, короче, чем у видимого света». В первую очередь, это исходит от нашего естественного источника света — солнца.
Ультрафиолетовый фильтр предотвращает попадание этих лучей на плоскость пленки или цифровой датчик.
Как УФ-фильтр помогает в фотографии?
Блокирует УФ-свет
Еще во времена пленки УФ-свет оказывал нежелательное воздействие на изображения, поскольку пленка чувствительна к УФ-излучению.
Цвета сместятся (обычно в сторону пурпурно-голубоватого оттенка), детали будут более размытыми и менее резкими.
УФ-фильтр был самым простым решением для предотвращения подобных проблем.
Творческие цели
Вы можете использовать эти фильтры в творческих целях. Вазелин и цветные ручки можно использовать с УФ-фильтрами, чтобы получить интересные результаты, не повредив линзы и оставив их чистыми.
Защищает линзу
Самое замечательное в фильтре на передней части объектива то, что он действует как барьер.Не только к грязи, пыли и подтекам, но и к серьезным ударам и повреждениям.
Случайное столкновение линз с передней частью приведет к разбиванию стекла. Это стекло может быть фильтром за 20 долларов или вашим очень дорогим телеобъективом.
Конечно, УФ-фильтр не убережет линзу от серьезных падений. В этом случае вы можете преобразовать его в чашку:
Представьте себе . Вы фотографируете, а идет дождь. Ваша сумка разложена по полу, и вам нужно собрать все разбросанные вещи.
Вы кладете фотоаппарат на спину, бросаете все, что можете в сумку, и идете к машине. Проезжая мимо других машин, вы проезжаете мимо кирпичной клумбы и тут слышите это.
Sccreaaatch.
Теперь у вас на стекле огромная царапина. К счастью, у вас есть УФ-фильтр, что позволяет сэкономить на дорогом объективе и только разрушить фильтр. В моей книге это справедливый компромисс.
Недостатки использования УФ-фильтра
Нет преимущества в качестве изображения
Наличие УФ-фильтра на цифровой камере не обязательно для исключения УФ-излучения.
Цифровые датчикив значительной степени нечувствительны к этим длинам волн.
Фильтры также требуют особого внимания при очистке, они могут задерживать пыль между собой и передним стеклянным элементом объектива. И они стоят денег.
Потеря качества
Если вы не используете фильтр очень хорошего качества, фильтры могут значительно ухудшить резкость.
Вы можете не заметить этого на объективе из комплекта 18–55 мм, но на более резких объектах он преобладает.
Вспышки и ореолы
Добавление в объектив большего количества отражающих элементов может увеличить поверхность, от которой будет отражаться свет.
УФ-фильтр может улавливать рассеянный свет и отражать его. При очень прямом свете он может даже создавать призраков.
Линзыуже содержат внутри множество стеклянных элементов, поэтому добавление большего количества не помогает, а только усугубляет ситуацию.
Потеря света
УФ-фильтрыбывают самых разных ценовых категорий и, следовательно, любого качества. Ультрафиолетовый фильтр низкого качества может иметь побочные эффекты, например, заметно уменьшать свет.
Худший пример, с которым я столкнулся, — это уменьшение на половину ступени безымянного фильтра.
Заключение
Цифровые камеры больше не требуют УФ-фильтров, они требуют дополнительных затрат и внимания, особенно когда дело касается очистки.
С другой стороны, нет никаких аргументов против использования фильтров хорошего качества. Они могут защитить ваш объектив, но не уменьшат экспозицию или резкость вашего изображения.
Если вы используете дорогие объективы в ситуациях, когда может быть очень много людей, когда пейзаж неумолим или нет, используйте один.Еще лучше, если у вас уже есть собственный, так как он не требует дополнительных затрат.
Если вам нужно купить один, убедитесь, что он высокого качества, чтобы оно не повлияло на ваши изображения.
Прочтите наше полное руководство по фильтрам объектива для получения дополнительной информации!
Выбор УФ / защитного фильтра
5 главных причин для покупки УФ-фильтра- Защищайте переднюю часть объектива от пыли и грязи
- Защищайте переднюю часть объектива от воды и царапин
- Защищайте переднюю часть линзы от масел и пятен
- Блокирует контраст, убивая дымку на больших высотах при использовании современных цифровых фотоаппаратов
- Блокирует ту же дымку на всех высотах при использовании пленочных фотоаппаратов
Ключевые особенности, на которые следует обратить внимание при покупке УФ-фильтра:
Стекло:
Не все стеклянные фильтры созданы равными, и стекло плохого качества может повлиять на резкость, разрешение, контраст и цвет. Недорогие фильтры позволят использовать простое оконное стекло, отполировать его, вставить в рамку и положить конец. В фильтрах высочайшего качества используется стекло оптического класса , чтобы гарантировать отсутствие разницы в качестве изображения по сравнению с нефильтрованным объективом.
- Оптическое стекло лучше и дороже. Hoya делает еще один шаг вперед и производит эксклюзивное оптическое стекло, которое подвергается химической закалке, что делает его в 4 раза тверже, чем другое оптическое стекло.
- Стекло Schott B270 не является оптическим, но оно настолько близко, насколько это возможно, не будучи классифицированным как «оптическое». Это делает его очень популярным базовым стеклом для многих законных производителей фильтров.
- Ищите такие термины, как « Water White » и « Hoya Clear ». Это стекло не оптическое, но все же очень качественное стекло, которое будет служить отличным защитным фильтром.
- Избегайте любых фильтров, в которых нет четкого указания, какой это тип стекла.Чаще всего фильтр представляет собой простое оконное стекло с большим количеством примесей в стекле, которые ухудшают качество изображения.
- И обратите внимание на стекло с черной окантовкой и . Это означает, что изготовители проявили особую осторожность, покрасив черную окантовку внешнего края стекла. Это гарантирует, что свет не будет отражаться от поверхности рамки фильтра.
Многослойные покрытия хорошего качества, правильно нанесенные в процессе производства, увеличивают светопропускание фильтра (больше света проходит через стекло) и уменьшают или устраняют отражения на передней и задней части фильтра.Чем больше слоев, тем лучше светопропускание, но чем больше, тем выше стоимость.
- Все УФ-фильтры высокого качества будут иметь многослойное покрытие с обеих сторон стекла. Убедитесь, что в спецификациях указано, что обе стороны имеют покрытие.
- Больше слоев означает лучшее светопропускание , но требует более высокой стоимости.
- Светопропускание 98% или выше очень хорошо и достаточно для большинства фотографов Многослойное покрытие
- предотвращает двойное отражение изображения или двоение изображения, снижает контрастность бликов и повышает точность цветопередачи.
- Избегайте без покрытия или однослойных УФ-фильтров и защитных фильтров. Вы не будете довольны результатами.
В рамках процесса нанесения нескольких покрытий производители будут добавлять покрытия премиум-класса для улучшения работы и долговечности фильтра. Это отличные функции, которые также имеют повышенную стоимость. Фильтры не будут использовать ни одну, некоторые или все эти функции, включая:
- Гидроизоляция , которая помогает жидкости скапливаться на поверхности стекла и легко скатывается или протирается.
- Устойчив к царапинам для предотвращения случайного повреждения поверхности фильтра.
- Устойчивость к маслам и пятнам значительно упрощает очистку фильтров, когда на поверхности остаются отпечатки пальцев или грязь.
- Слой Antistatic используется для предотвращения образования статического электрического заряда, который возникает при трении поверхности стекла во время очистки, предотвращая прилипание пыли к поверхности.
Рамка — это внешнее кольцо, в которое входит фильтр, которое позволяет навинтить его на объектив.Рамы обычно изготавливаются из латуни или алюминия. По нашему опыту, мы обнаружили, что у обоих нет особых преимуществ или недостатков, и оба являются хорошим материалом для каркаса. Большинство рамок фильтров состоят из 2 частей; рама основания, что стеклянный фильтр удаляется, а затем в удерживающее кольцо, которое зажимы или винты, чтобы удерживать фильтр на месте. Это, как большинство фильтров собираются и, как правило, не проблема, если стопорное кольцо не ослабляется или закручивает полностью. По этой причине Hoya также использует процесс под названием Press Fit.
Прессовая посадка
Рама фильтра Press Fit представляет собой цельный кусок алюминия (для этого латунь слишком твердый металл), который расширяется в специальном прессе ровно настолько, чтобы упасть в стеклянный фильтр, а затем отпускается, чтобы создать прочное соединение вокруг всего фильтра. . Это гарантирует, что фильтр останется на месте и, что более важно, останется полностью параллельным плоскости сенсора камеры при правильной установке на объектив.
Толщина рамы
Толщина кадра имеет значение, если вы используете сверхширокоугольные объективы 20 мм или шире на полнокадровой камере.Тонкие оправы не позволяют объективу видеть на изображении фактическую рамку фильтра, что также называется виньетированием. Если вы используете эти типы линз, ищите фильтры, которые утверждают, что это «тонкая оправа» или низкопрофильная оправа.
Популярные УФ-фильтры и защитные фильтры
УФ-фильтры
FAQ В: Как исследования NTP по УФ-фильтрам связаны с людьми?
A: Результаты проекта отчета NTP о токсичности УФ-фильтра, 2h5MBP, предполагают, что при очень высоких концентрациях 2h5MBP может вызывать незначительные эндокринные нарушения на животных моделях.Кроме того, когда 2h5MBP вводили животным в виде повторных доз, NTP обнаружил некоторые доказательства канцерогенной активности у одного из двух протестированных видов грызунов. Эти результаты не предполагают, что УФ-фильтры причинят вред, если они используются людьми в типичных условиях. Также важно отметить, что пребывание на солнце без применения солнцезащитного крема, блокирующего УФ-лучи, может повредить кожу, а длительное воздействие связано с раком кожи как у животных, так и у людей.
В: Что такое панель скрининга на эндокринные разрушители?
A: Панель скрининга эндокринных разрушителей (EDSP) — это серия тестов, направленных на определение того, взаимодействуют ли химические вещества и загрязнители окружающей среды с системами эстрогена, андрогена и гормонов щитовидной железы.
В: Что такое модифицированное исследование одного поколения?
A: Модифицированное исследование одного поколения, или исследование MOG, измеряет параметры токсичности для развития и репродуктивной системы и позволяет установить соответствующие уровни доз для биоанализа рака посредством оценки токсичности для органа-мишени на основе химического воздействия, которое начинается во время беременности. Это дает ученым возможность обнаруживать побочные эффекты там, где есть пренатальное воздействие, но оценка происходит послеродовой.
В: Что такое токсикокинетические исследования?
A: Токсикокинетическое исследование — это, по сути, изучение того, как вещество действует в организме животного.Токсикокинетические исследования проверяют, сколько химического вещества попадает в организм, и определяют, как долго оно остается в организме.
Вопрос: Что такое исследование абсорбции, распределения, метаболизма и экскреции (ADME)?
A: Этот тип исследования более подробно описывает, что происходит с химическим веществом в организме на четырех различных стадиях:
- 1. Для того, чтобы химическое вещество достигло ткани, оно должно всасываться в кровоток — часто через слизистые поверхности, такие как пищеварительный тракт — до того, как оно будет поглощено клетками.
- 2. Затем химическое вещество необходимо доставить к мышце или органу, на которые оно будет воздействовать, чаще всего через кровоток посредством процесса, известного как распределение.
- 3. Затем химическое вещество начинает распадаться в процессе метаболизма. По мере метаболизма исходное химическое вещество преобразуется в новые соединения, называемые метаболитами.
- 4. Наконец, соединения и их метаболиты необходимо удалить из организма путем экскреции, обычно с мочой или с калом.
Q: Некоторые говорят, что УФ-фильтры — это химическое вещество, разрушающее эндокринную систему.Подтвердили ли это ваши исследования?
A: В наших клеточных исследованиях 2h5MBP, добавленный в культуральную среду, взаимодействовал с рецептором эстрогена в очень высоких дозах, но не приводил к каким-либо биологическим эффектам рецептора эстрогена. В краткосрочном исследовании на модели грызунов, используемом для характеристики эстрогенного действия, 2h5MBP, введенный перорально, не проявлял эстрогенной активности. Хотя некоторые результаты предполагают, что это может повлиять на эндокринную систему, у нас нет необходимого уровня детализации, чтобы быть уверенным.
Вопрос: Почему в ваших двухлетних исследованиях хронической токсичности и канцерогенности вы давали животным 2h5MBP с пищей, а не наносили его на кожу?
A: Наше исследование было направлено на имитацию непрерывного воздействия 2h5MBP на животных. Грызуны ели в течение дня и, таким образом, постоянно подвергались воздействию, подобно нанесению и повторному нанесению солнцезащитного крема на кожу. Этот метод моделирует количество УФ-фильтров, которым люди могут подвергнуться при многократном нанесении солнцезащитных кремов на кожу или при употреблении пищи, соприкасающейся с пластиками, содержащими УФ-фильтры.
Q: Кто номинировал 2h5MBP и почему?
A: 2h5MBP был номинирован на исследование Национальным институтом рака из-за высокой распространенности этого химического вещества в коммерческих продуктах, таких как солнцезащитные кремы и косметика, а также из-за отсутствия данных о канцерогенности.
Q: Что будет дальше с NTP по исследованиям УФ-фильтров?
A: NTP находится в процессе сообщения данных о токсичности для репродуктивной системы и развития другого УФ-фильтра, известного как этилгексилметоксициннимат, или EHMC. Мы работаем над отчетом, обобщающим клеточные и краткосрочные исследования на животных, проведенные с этими УФ-фильтрами: авобензон, энсулизол, гомосалат, падимат-о, октилметоксициннамат, октилсалат и октокрилен.
Сколько пользы от УФ-фильтра или защитного фильтра для объектива?
Когда я покупал новый объектив, я всегда добавлял к нему УФ-фильтр. Это было очевидно, и я никогда об этом не думал. Но был момент, когда я перестал добавлять такой фильтр и с тех пор больше не оглядывался. Есть ли польза от УФ-фильтра или это пустая трата денег? Давай выясним.
Вы, наверное, слышали об УФ-фильтрах, также называемых светофильтрами (я никогда не понимал точной разницы между ними).Эти кусочки стекла, навинченные перед линзой, уменьшали количество ультрафиолетового света, что часто приводило к лучшим цветам. Это было много лет назад, прежде чем передние элементы линз стали покрывать всевозможными слоями, что сделало УФ-фильтры бесполезными.
У этих УФ-фильтров была вторая задача. Он защитит переднюю линзу от царапин или трещин на драгоценном стекле. Было легче заменить сломанный УФ-фильтр, чем сломанную переднюю линзу. Не говоря уже о затратах.И это все еще имеет значение, возможно, даже больше, потому что линзы почти в 10 раз дороже, чем 20 или 30 лет назад. Еще одним преимуществом была защита от дождя, пыли и песка. Просто снимите фильтр и промойте его. Вы бы не захотели сделать это с дорогим объективом.
Сегодня больше нет необходимости фильтровать ультрафиолетовый свет с помощью УФ-фильтра, поскольку линзы имеют гораздо лучшее покрытие. Эти покрытия не только улучшают характеристики, но и делают стекло очень твердым и устойчивым к царапинам — до определенного момента, конечно.Новые линзы с нанопокрытием даже обладают водонепроницаемостью, как будто капли больше не хотят касаться поверхности.
Есть также много объективов, которые не принимают никаких фильтров. Закругленное стекло сверхширокоугольного объектива предотвращает использование стандартных фильтров, а закаленное стекло обеспечивает необходимую защиту. Если вы не уроните объектив и по возможности используете подходящую бленду, специальные защитные фильтры больше не нужны.
Но я могу представить, что вам будет лучше с установленным фильтром, если это возможно.Это по-прежнему дополнительный защитный барьер. Это единственная оставшаяся причина для такого фильтра, и поэтому многие фильтры теперь называются защитными фильтрами. Но это лишнее стекло может обернуться против вас, так что имейте в виду. Например, однажды я перепрыгнул через канаву и упал. Мой объектив Canon EF 24-70mm f / 2.8L ударился о камень, и в итоге я получил вмятину на угрозе фильтра. Эта небольшая авария сделала невозможным установку фильтра или держателя фильтра.
Представьте, что могло бы случиться, если бы у меня был установлен УФ-фильтр или защитный фильтр.В этом случае фильтр сам принял бы удар, и я уверен, что он бы погнулся, как и угроза фильтра в моем случае. Возможно, было бы невозможно ослабить кольцо фильтра из-за угрозы повреждения фильтра, и я уверен, что фильтр был бы разбит с риском поцарапать передний стеклянный элемент острыми осколками стекла.
Из этого, к сожалению, инцидента я узнал, что фильтр не всегда обеспечивает ту защиту, которую вы хотели бы иметь.А в моем случае, я полагаю, было бы еще больше повреждений, если бы был установлен фильтр, делающий объектив бесполезным.
Есть и другие ситуации, когда я считаю фильтр нежелательным. В большинстве случаев защитный фильтр значительно уступает по качеству дорогому объективу с его высококачественным покрытием. Часто этот небольшой кусок стекла увеличивает риск вспышки. Особенно при съемке восходов или закатов блики легче возникают с фильтром. Но также уличные фонари в ночное время могут увеличить количество вспышек, когда установлен фильтр.В худшем случае он даже может нейтрализовать все антибликовые покрытия дорогих линз. Подумайте об этом так: зачем вам ставить фильтр за 30 долларов перед объективом за 2000 долларов? Это как самое слабое звено в цепи.
Есть еще один недостаток фильтров. Если вам нравится фотографировать в течение длительного времени в ночное время, например, звездные следы, конденсация может произойти гораздо раньше, если фильтр установлен перед объективом. Конденсация возникает, когда температура линзы опускается ниже точки росы.Поскольку линза имеет большую массу, требуется время, чтобы она остыла. Но маленький фильтр остынет намного быстрее. Я видел, как конденсат происходит на объективе с фильтром в течение пяти минут, в то время как объектив другой камеры рядом с ним может продолжать снимать без фильтра в течение трех четвертей часа, прежде чем он станет достаточно холодным для образования конденсата. Я сделал интервальную съемку ниже, чтобы показать, как может образовываться конденсат при съемке звездного следа.
Следует ли полностью избегать использования защитных фильтров или УФ-фильтров? Возможно нет.Некоторые линзы становятся водонепроницаемыми только при установке фильтра. Особенно те линзы, которые перемещаются внутри оправы при фокусировке, нуждаются в фильтре для защиты от воды. Но он также может защитить ваш драгоценный объектив при съемке на пляже при сильном ветре. Песчинки имеют тенденцию раздувать передний стеклянный элемент, делая из него матовое стекло, делая объектив совершенно бесполезным. И, конечно же, его намного легче очистить, когда он загрязнится, просто сняв фильтр.
Есть еще одно хорошее применение УФ-фильтру. Вы можете использовать его для создания фильтра мягкого фокуса своими руками. Нанесите на него немного воска, геля или вазелина, и все готово. Просто попробуйте.
Так что пока не выбрасывайте фильтр, но держите его под рукой на случай, если он вам пригодится. Просто удалите его, когда в этом нет необходимости.
Есть ли у вас на линзах фильтр, и есть ли для этого особая причина? Пожалуйста, дайте мне знать ниже в комментариях.
УФ-фильтров в эпоху цифровых технологий
УФ-фильтры в эпоху цифровых технологий. Нужен ли он для моей камеры?
С появлением зеркальных и беззеркальных фотоаппаратов УФ-фильтры стали играть иную роль, чем они были изначально разработаны.
В те дни, когда пленка была доминирующей средой, сенсоры камеры были гораздо более чувствительны к ультрафиолетовой дымке и радиации, а также к множеству других атмосферных частиц, которые рассеивали или рассеивали яркий свет.
Современные цифровые датчики гораздо менее чувствительны к ультрафиолетовому свету, чем датчики эпохи пленки, а ультрафиолетовые лучи теперь действуют как защитный слой между элементами и дорогой и чувствительной линзой камеры.
Вот несколько вещей, которые следует учитывать при поиске УФ-фильтра, а также несколько советов о том, когда его использовать.Мы также проясним несколько распространенных заблуждений об УФ-фильтрах.
Какая цена подходящая? — 9,99 долларов или 199 долларов?
Существует множество вариантов УФ-фильтров, от дешевых до дорогих, изготовленных из оптического стекла, полиэстера, смолы, гелей или кварца. Выбор типа работы зависит от типа выполняемой вами работы, а также от ваших предпочтений и, конечно же, цены.
Короче говоря, вы получаете то, за что платите. Качественный фильтр имеет почти идеальное пропускание света (то есть меньше света преломляется при прохождении через фильтр) и дает окончательное изображение с наименьшим ухудшением качества изображения.В конце концов, добавление любого дополнительного материала перед объективом камеры, независимо от его оптической чистоты, вызовет некоторое ухудшение изображения, даже если оно будет незначительным.
Качественный УФ-фильтр создаст изображение без заметного шума, тогда как с дешевым фильтром вы начнете вносить больше артефактов, таких как блики объектива в более ярких сценах, изменение цвета, виньетирование или мягкий фокус. Итак, если ваш вопрос действительно заключается в том, сколько вы должны заплатить за объектив, подумайте о качестве вашей окончательной композиции.
Если вы используете дорогой объектив, разумно использовать УФ-фильтр в таких условиях, как пустыня, где песок, пыль и другой мусор могут повредить переднюю линзу объектива.В студии или в помещении он вам, вероятно, не понадобится.
Качественный УФ-фильтр может также действовать как защита от атмосферных воздействий, защищая оптическое покрытие на переднем элементе от пыли, сильной жары или дождя, а также предотвращая запотевание самого объектива.
Давайте разберем УФ-фильтр по материалам и общему варианту использования:
Полиэстер: Фильтры из полиэстера долговечны, устойчивы к царапинам и относительно недороги. Отлично подходит для использования на экшн-камерах в качестве защитных линз.
Смола: Смола фильтры аналогичны полиэфирным фильтрам по своим защитным свойствам. Они толще, чем гели или стеклянные фильтры, и поэтому не так эффективны. Фильтры из смолы низкого качества привносят хроматические аберрации.
Гель: Желатиновые или гелевые фильтры являются наиболее тонкими фильтрами и предназначены либо для студийного использования, либо в неэкстремальных условиях. Обычно они имеют квадратную или прямоугольную форму и требуют специального крепления, которое крепится к передней части объектива.Тонкость гелевых фильтров означает, что они практически не вызывают заметного ухудшения качества изображения. Гели также выпускаются в виде листов, которые можно разрезать, чтобы помещать их прямо над студийным светом или окнами.
Оптическое стекло: Очищенное оптически стекло широко используется как уличными фотографами, так и студийными фотографами из-за его низкого показателя преломления и эффективного светопропускания.
Кварц : фильтры из плавленого кварца имеют очень низкий показатель преломления 1,46 и обеспечивают превосходную температурную стабильность в экстремальных условиях.По своей сути устойчивые к царапинам и прочные кварцевые фильтры обеспечивают более эффективное пропускание света, чем традиционные стеклянные фильтры.
Фильтры Skylight УФ-фильтры?
Короче говоря, световые фильтры имеют такой же эффект, что и УФ-фильтры. УФ-фильтры обычно имеют легкий янтарный оттенок, тогда как светофильтры дают больше розоватого оттенка.
Есть два типа светофильтров; светлый светильник Skylight 1A и более темный Skylight 1B.Светофильтры, разработанные в эпоху пленки для компенсации голубоватого оттенка, вызванного ультрафиолетовым излучением, до сих пор популярны в пейзажной фотографии (хотя этот голубоватый оттенок также можно исправить при публикации).
Заключительные мысли
-Для использования на открытом воздухе, в том числе для съемки пейзажей, городских пейзажей или экшн-камеры, УФ-фильтр полезен в качестве защитного экрана от пыли, дождя и других атмосферных частиц.
— Качественный гель, стеклянный или кварцевый УФ-фильтр обеспечит наилучшие результаты, а дешевый фильтр ухудшит качество изображения.
-УФ-фильтр не защитит ваш объектив от внутренних повреждений, вызванных сильным падением, даже если передний элемент остается целым, поэтому будьте осторожны с линзами, когда находитесь в поле!
.
Станьте первым комментатором