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Geschrieben von Amiza Yasmeen
Bewertet von Dr. Alidad Amirfazli
Geprüft: 28
This is a practical guide to Surface Science for researchers working in the Cosmetics Industry.
In diesem brandneuen Leitfaden erfährst du alles über:
Lassen Sie uns gleich eintauchen.
Understanding how cosmetics interact with the skin relies on the surface tension of liquids and the contact angle, that a liquid droplet generates when it meets a solid surface. These characteristics directly impact the product performance and user experience by influencing how they spread, adhere, and enter the skin.
Cosmetic formulation combines art and science to create products that embellish and enhance a person’s natural attractiveness. Striking the ideal balance between practicality and beauty can be challenging. Cosmetic formulators ensure products withstand everyday use while maintaining their aesthetic appeal by prioritizing
We use the important surface properties below to understand the behavior of Cosmetics products and improve their quality.
Young – Laplace-Methode
Polynomiale Methode
Dynamischer Kontaktwinkel
Wenn wir einen Tropfen auf eine feste Oberfläche geben, besteht im Idealfall ein einzigartiger Winkel zwischen der Flüssigkeit und der festen Oberfläche. Den Wert dieses idealen Kontaktwinkels (den sogenannten Young-Kontaktwinkel) können wir mit Hilfe der Young-Gleichung berechnen. In der Praxis ist der Kontaktwinkelwert auf einer Oberfläche aufgrund der Oberflächengeometrie, Rauheit, Heterogenität, Verschmutzung und Verformung nicht unbedingt eindeutig, sondern liegt innerhalb eines Bereichs. Wir nennen die oberen und unteren Grenzen dieses Bereichs den fortschreitenden Kontaktwinkel bzw. den zurückweichenden Kontaktwinkel. Auch die Werte des vor- und zurückgehenden Kontaktwinkels für einen festen Untergrund sind sehr empfindlich. Sie können von vielen Parametern beeinflusst werden, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Homogenität und kleinste Verschmutzung der Oberfläche und der Flüssigkeit. So können z.B. der vor- und zurückgehende Kontaktwinkel einer Fläche an verschiedenen Stellen unterschiedlich sein.
Praktische Oberflächen und Beschichtungen weisen von Natur aus eine Kontaktwinkelhysterese auf, die auf eine Reihe von Gleichgewichtswerten hinweist. Wenn wir statische Kontaktwinkel messen, erhalten wir einen einzigen Wert innerhalb dieses Bereichs. Sich ausschließlich auf statische Messungen zu verlassen, wirft Probleme auf, wie z. B. schlechte Wiederholgenauigkeit und unvollständige Oberflächenbewertung in Bezug auf Haftung, Sauberkeit, Rauheit und Homogenität.
In der Praxis müssen wir die Leichtigkeit der Flüssigkeitsverteilung (Vorschubwinkel) und die Entfernungsleichtigkeit (Rückzugswinkel) einer Oberfläche verstehen, z. B. beim Lackieren und Reinigen. Die Messung von Vorschub- und Rückzugswinkeln bietet eine ganzheitliche Sicht auf die Flüssig-Feststoff-Wechselwirkung, im Gegensatz zu statischen Messungen, die einen beliebigen Wert innerhalb des Bereichs liefern.
Diese Erkenntnisse sind entscheidend für reale Oberflächen mit Variationen, Rauheit und Dynamik und helfen Branchen wie Kosmetik, Materialwissenschaft und Biotechnologie bei der Gestaltung effektiver Oberflächen und der Optimierung von Prozessen.
Erfahren Sie, wie die Kontaktwinkelmessung mit unserem Tensiometer durchgeführt wird
Für ein vollständigeres Verständnis der Kontaktwinkelmessung lesen Sie unsere Kontaktwinkelmessung: Der endgültige Leitfaden
Diese Eigenschaft misst die Kraft, die auf die Oberfläche einer Flüssigkeit wirkt, mit dem Ziel, ihre Oberfläche zu minimieren.
Dynamische Oberflächenspannung
Die dynamische Oberflächenspannung unterscheidet sich von der statischen Oberflächenspannung, die sich auf die Oberflächenenergie pro Flächeneinheit (oder die Kraft, die pro Längeneinheit entlang des Randes einer flüssigen Oberfläche wirkt) bezieht.
Die statische Oberflächenspannung charakterisiert den Gleichgewichtszustand der Grenzfläche von Flüssigkeiten, während die dynamische Oberflächenspannung die Kinetik von Änderungen an der Grenzfläche berücksichtigt. Diese Veränderungen können das Vorhandensein von Tensiden, Additiven oder Schwankungen in Temperatur, Druck und Zusammensetzung an der Grenzfläche beinhalten.
Die dynamische Oberflächenspannung ist essentiell für Prozesse, die schnelle Änderungen an der Flüssig-Gas- oder Flüssig-Flüssig-Grenzfläche beinhalten, wie z. B. Tröpfchen- und Blasenbildung oder Koaleszenz (Änderung der Oberfläche), Verhalten von Schäumen und Trocknung von Lacken (Änderung der Zusammensetzung, z. B. Verdampfung von Lösungsmittel). Wir messen es, indem wir die Form eines hängenden Tröpfchens im Laufe der Zeit analysieren.
Die dynamische Oberflächenspannung gilt für verschiedene Branchen, darunter Kosmetika, Beschichtungen, Pharmazeutika, Farben, Lebensmittel und Getränke sowie industrielle Prozesse, in denen das Verständnis und die Kontrolle des Verhaltens von Flüssigkeitsgrenzflächen für die Produktqualität und Prozesseffizienz unerlässlich ist.
Erfahren Sie, wie die Messung der Oberflächenspannung mit unserem Tensiometer durchgeführt wird
Für ein vollständigeres Verständnis der Oberflächenenergiemessung lesen Sie unsere Oberflächenspannungsmessung: Der endgültige Leitfaden
Erfahren Sie, wie die Messung der Oberflächenenergie mit unserem Tensiometer durchgeführt wird
Für ein umfassenderes Verständnis der Oberflächenenergiemessung lesen Sie unsere Oberflächenenergiemessung: Der ultimative Leitfaden
Der Gleitwinkel misst den Winkel, in dem ein flüssiger Film über eine feste Oberfläche gleitet. Es wird häufig verwendet, um die Rutschhemmung einer Oberfläche zu beurteilen.
Erfahren Sie, wie die Gleitwinkelmessung mit unserem Tensiometer durchgeführt wird
Für ein umfassenderes Verständnis der Gleitwinkelmessung lesen Sie unsere Gleitwinkelmessung: Der endgültige Leitfaden
Within the Cosmetics industry, several case studies exemplify the advantages of conducting surface property measurements.
Sunscreen does more than just block the sun—it forms a protective barrier between our delicate skin and relentless ultraviolet rays. Understanding the underlying science behind this solution has been crucial. When researchers examined contact angles between sunscreen droplets and skin, they discovered that optimizing them would provide a more uniform, reliable, resilient, and longer-lasting protective layer. This data also suggested the possibility of a sunscreen that felt less like a mask and more like a second skin—a sunscreen you could wear without feeling weighed down.
Moisturizers are key to healthy skin, but not all are created equal. That initial silky feel might seem important, but prioritizing long-lasting hydration is key to a successful moisturizer. Researchers explored the droplet contact angles and found that the moisturizer would penetrate deeper when these angles were optimized, allowing them to nourish multiple layers and not just the surface. Imagine a moisturizer that works round the clock to provide lasting, deep-rooted hydration. That’s science and innovation combined.
Everyone wants a mascara that stays put, but how do you scientifically make that possible? Researchers found the answer by exploring how mascara bonds with the skin and eyelashes. By examining the contact angles of mascara droplets, formulators identified a formula for smudge-free, long-lasting wear. With this precision, wearers can say goodbye to regular touch-ups and hello to the confidence that lasts.
The world of color cosmetics is vast and complex. Formulators realized they could bridge the gap between color, texture, and individual skin types. Cosmetic research enables products that don’t just sit on the skin but become a part of it, or at least take on that appearance.
Precision-measured interactions mean cosmetics can adapt and respond to different skin conditions, leading to a more personalized beauty experience. This is more than an enhancement— a revolution in users’ relationship with their makeup.
The environment matters to both consumers and businesses, and sustainable cosmetics have become a necessity. Industry-wide ventures into surface science have optimized product performance and championed environmental responsibility. By understanding molecular-level interactions, researchers assist formulators in creating efficient and eco-friendly products. In a world grappling with environmental challenges, this research and insight offer a beacon of hope and a roadmap for a greener future in cosmetics.
At the heart of these tales is a common thread: the undeniable power of surface property measurements. When wielded with precision and insight, they transform challenges into success stories, ensuring that pigments do more than just color surfaces; they also interact, adhere, and last.
Wenn Sie an der Implementierung dieser oder anderer Anwendungen interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte.
In an industry where precision reigns supreme, where do Cosmetics manufacturers turn to ensure their products can survive scrutiny? The answer lies in standards and guidelines: the compass that guides cosmetics manufacturers through the complex maze of quality and performance.
This standard focuses on preserving constant relative humidity, which is crucial when researching how cosmetics behave under various humidity levels. It may indirectly affect how different humidity levels influence the interaction between cosmetics and skin surfaces.
This ISO standard outlines good manufacturing practices for the cosmetics sector. Although it is not directly related to surface science, it is essential for ensuring the quality and safety of cosmetic products that come into contact with the skin.
This standard determines liquid strikethrough time for nonwoven fabrics, frequently used in cosmetic products like makeup removal wipes. It provides insights into how liquids interact with nonwoven materials, which is important for interactions in the cosmetics industry.
Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen gezeigt hat, wie Sie die Oberflächenwissenschaft in der Kosmetikindustrie anwenden können.
Nun möchten wir das Wort an Sie übergeben:
Droplet Lab wurde 2016 von Dr. Alidad Amirfazli, Fakultätsmitglied an der York University, und zwei seiner Forscher, Dr. Huanchen Chen und Dr. Jesus L. Muros-Cobos, gegründet.
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