이산화티타늄이 자외선을 거울처럼 반사하는 원리와, 옥시벤존이 자외선 에너지를 흡수하여 무해한 열로 방출하는 원리는 무엇인가요?

Question

무기자차와 유기자차는 작용 원리가 다릅니다. 이산화티타늄이 자외선을 거울처럼 반사하는 원리와, 옥시벤존이 자외선 에너지를 흡수하여 무해한 열로 방출하는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

무기자차의 이산화티타늄은 높은 굴절률을 이용해 자외선을 물리적으로 튕겨내고, 유기자차의 옥시벤존은 분자 구조를 통해 고에너지 자외선을 흡수한 뒤 무해한 열에너지로 전환하는 방식으로 자외선을 차단합니다. 두 성분의 세부적인 작용 원리를 설명해 드릴게요.

굴절률이 매우 높은 이산화티타늄은 상당량의 빛이 거울에 비치는 것처럼 그대로 튕겨 나가는 정반사 현상이 일어납니다. 입자의 크기가 자외선 파장과 유사하거나 클 때, 입자에 부딪힌 자외선은 한쪽 방향으로만 반사되는 것이 아니라 여러 방향으로 흩어지는 산란 현상을 일으키기 때문에 자외선이 피부 내부로 침투하지 못하고 사방으로 분산됩니다.

반면 옥시벤존은 화학 반응을 통해 자외선을 흡수하여 소멸시키는데, 옥시벤존 분자가 자외선의 고에너지를 흡수하면 안정적인 바닥 상태에서 불안정한 들뜬 상태로 전이된, 이후 분자 진동과 수소 이동 과정을 거치며 흡수한 자외선 에너지를 인체에 무해한 열에너지 형태로 바깥에 방출하고 다시 원래의 바닥 상태로 복귀합니다.