Microfined Zinc Oxide
แสงอาทิตย์ประกอบด้วย แสงที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) และรังสีอินฟาเรด ความยาวคลื่น 400-750, 200-400 และ 750 นาโนเมตรตามลำดับ รังสี UV ซึ่งประกอบด้วยรังสี UVA UVB และ UVC มีประมาณร้อยละ 6 ของแสงทั้งหมด รังสี UVC ความยาวคลื่น 200-290 นาโนเมตร และถูกกำจัดโดยบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก ส่วนรังสี UVA ความยาวคลื่น 320-400 นาโนเมตร และรังสี UVB ความคลื่น 290-320 นาโนเมตร ส่องถึงพื้นโลกปริมาณมาก ความเข้มข้นของรังสีดังกล่าว เปลี่ยนแปลงขึ้นสภาพภูมิศาสตร์ฤดูกาล ระดับความสูง เวลาของวันและสภาพบรรยากาศ เมื่อรังสีสัมผัสกับร่างกายมนุษย์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยามากหรือน้อยขึ้นกับความยาวคลื่น ความเข้ม ระยะและความบ่อยของการได้รับแสง ปี ค.ศ 1993 การควบคุมผลิตภัณฑ์ กันแดดในประเทศสหรัฐอเมริกา ได้กำหนดคำนิยาม คุณป้องกันแสงแดด หมายถึง ดูดซับรังสี UVB อย่างร้อยละ 85 แต่อาจหรืออาจจะไม่ยอมให้รังสีที่ความยาวคลื่นมากกว่า 320 นาโนเมตรผ่าน ซึ่งหมายความว่ามีคุณสมบัติดูดซับรังสี UVB อย่างน้อยร้อยละ 85 แต่อาจหรือจะไม่ให้รังสี UVA ผ่าน การพิสูจน์คุณสมบัติดังกล่าวโดยการหาค่าจากรังสี SPF (Sun Protection Factor) ดูจากอาการเกิดผื่นแดง (erythema) ซึ่งเป็นผลเกิดขึ้นเนื่องจากรังสี UVB ด้วยเหตุผลที่ยังไม่มีวิธีที่ยอมรับกันสำหรับใช้ประเมินค่าการป้องกันแสงของสารป้องกันรังสี UVA ทำให้เกิดผื่นแดงและทำให้เกิดการเปลี่ยแปลงอย่างถาวรเมื่อถูกแสงแดดเป็นระยะเวลานานก็ตาม
Zinc Oxide (ZnO) เป็นสารกันแดดได้ทั้งรังสี UVA และ UVB มีข้อเสียคือทำให้ผิวขาวเกินไป ไม่สวยงาม เมื่อมีการเสนอ mircrofined ZnO ที่เป็นผงละเอียด หรือเรียกกันว่า Z-cote หมายถึง ZnO ที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาให้มีขนาดอนุภาคพิเศษ โดยไม่ได้มีการบด ทำให้เป็นผง ส่วน mircrofined ZnO ที่เคยใช้กัน ต้องผ่านขบวนการทำให้เป็นผงเพื่อให้ได้ขนาดที่ต้องการ การใช้ประโยชน์ mircrofined ZnO เพื่อเสริมค่า SPF ของสูตรตำหรับป้องกันแสงแดด โดยทั่วไปจะเพิ่ม SPF 1 หน่อย เมื่อใช้ mircrofined ZnO เพิ่ม 1% mircrofined ZnO เป็นการดูดซับรังสี UVA และ UVB ได้อย่างดี นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติปลอดภัยในการใช้ ต่อต้านเชื้อจุลินทรีย์ ปกป้องผิวหนังและทำให้ผิวหนังอ่อนนุ่ม ปัจจุบันจึงเป็นสารที่นิยมใช้กันในผลิตภัณฑ์กันแดด และเครื่องสำอางดูแลผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ที่ใช้ทุกวัน เพื่อให้ความชุ่มชื้นแก่ผิวซึ่งทำให้สามารถใช้ผลิตภัณฑ์ได้ทุกวันอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
แต่เดิมผลิตภัณฑ์กัน แดดได้กว้างขวาง ได้จากการผสมป้องกันแสง UVA และ UVB ผลิตภัณฑ์จึงมีความเข้มข้นสูง มีแนวโน้มทำให้เกิดการระคายเคืองสูง นอกจากนี้ยังมีสารอินทรีย์กันแดดที่ป้องกัน UVA ได้บ้าง มักจะมีปัญหาในการสร้างสูตรตำหรับเนื่องจากทำให้เกิดการระคายเคือง สีหายไปและไม่คงทน ดังนั้นเพื่อความปลอดภัยต่อผู้ใช้ทำให้มีความพยามยามที่จะลดปริมาณสารอินทรีย์กันแดดที่ใช้ เช่น เบนโซโนน และหันมาสารป้องกัน UVA อื่น เช่น mircrofined ZnO ซึ่งปิดกั้นแสง UV โดยการดูดซึมแสง UV ปริมาณที่ใช้ต้องมากพอที่จะทำให้มีประสิทธิภาพดูดซึมแสง และขนาดอนุภาคต้องเล็กเพียงพอที่จะลดปริมาณปฏิกิริยาต่อแสงที่มองเห็นได้ (visible light interaction) ให้มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 200 นาโนเมตร แต่ใหญ่กว่า 70 นาโนเมตร นอกจากนี้การกระจายของขนาดอนุภาคหากไม่สม่ำเสมอ ค่า SPF จะเปลี่ยนไป สำหรับสูตรตำหรับที่มี mircrofined ZnO ร้อยละ 15 เมื่อทาบนผิวหน้าจะแลดูโปร่งแสง ขนาดอนุภาคที่ใหญ่กว่านอกจากจะมองเห็นว่าขุ่นแล้วประสิทธิภาพยังลดลงด้วย จากผลการทดลองพบว่า ZnO ขนาดอนุภาค 100 นาโนเมตร มีประสิทธิภาพในการดูดซับ UV ความยาวคลื่นต่าง ๆ ได้ดี แต่ ZnO ที่ใช้ แต่งสีผลิตภัณฑ์มีขนาดอนุภาค 500 นาโนเมตร ไม่มีประสิทธิภาพในหารป้องกันแสงแดด mircrofined ZnO เมื่อใช้เป็นสารเดี่ยวสามารถช่วยทำให้ SPF อยู่ระดับปานกลางเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ทุกวัน เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ให้ความชุ่มชื้น และแต่งสี ต่อมาเพื่อให้ได้ค่า SPF สูงขึ้น อาจใช้ร่วมกับติตาเนียมไดออกไซด์ และในการระบุฉลากยอมให้ใช้คำว่า “ปราศจากสารเคมี” นอกจากนี้ mircrofined ZnO อาจผสมรวมกับสารกันแดดอินทรีย์อื่น ๆ
ZnO เข้ากันได้กับส่วยผสมอื่น ๆ หลายชนิด แต่ไม่สามารถใช้ร่วมกับสารประเภทคาร์โบเมอร์ได้โดยง่าย เนื่องด้วย ZnO จะเกิด crosslinks กับโพลีเมอร์ และขัดขวางคุณสมบัติในการทำให้ข้นของโพลีเมอร์ ความยุ่งยากที่เกิดอาจเนื่องจากอีมัลชั่นชนิดน้ำมันในน้ำที่มีกรดสเตียริก ทำให้เกิดซิงค์สเตียเรทจำนวนเล็กน้อย ซึ่งเป็น polyvalent surfactant เป็นผลให้ลดความคงสภาพของอีมัลชั่น เมื่อใช้ mircrofined ZnO ร้อยละ 2-10 จะสามารถผสมเข้าไปในน้ำกระสาย (vehicle) ของอีมัลชั่นได้โดยง่าย โดยทั่วไปจะเป็นผลดีหากใช้ส่วนน้ำหรือส่วนน้ำมันผสมกับ ZnO จากนั้นค่อยเติมส่วนผสมดังกล่าวเข้ากับอีมัลชั่นที่เตรียมไว้แล้ว กรณีที่ใช้ hydrophilic emulsifiers ในส่วนน้ำมันให้เอา ZnO กระจายเข้าไปในส่วนน้ำมันที่ร้อนก่อนที่จะนำไปทำเป็นอีมัลชั่น หากมีเครื่องมือควรทำให้ส่วนน้ำมันที่มี ZnO ผสมให้เขาเป็นเนื้อเดียวกัน และทุกตำรับที่เตรียมเสร็จแล้วควรทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วย เครื่องมือ (เครื่องมือที่ดีที่สุดในขณะนี้คือ colloid mill)