تیتان یا دی اکسید تیتانیوم یک ماده معدنی بی بو و سفید رنگ است که به طور طبیعی در سطح زمین یافت می شود. رنگ روشن، ضریب شکست بالا، توانایی فیلتر کردن اشعه ماوراء بنفش و ماتی خاص، تیتان را به رنگدانه ای عالی تبدیل کرده است.

تیتان چیست؟

در جهان شیمی دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک ماده معدنی طبیعی با فرمول شیمیایی آن TiO2 در نظر گرفته می شود. روتیل، ایلمنیت، بروکیت و آناتاز اشکال طبیعی تیتان هستند که به صورت بلورهای حجیم در دسترس هستند. این ترکیب پس از استخراج از زمین به شکل پودر بسیار ریز پردازش و تصفیه می شود.

خواص تیتانیوم دی اکسید

• نام: تیتانیوم‌ دی ‌اکسید
• سایر نام ها: تیتان، تیتانیا، روتایل، آناتاز
• فرمول: TiO2
• جرم مولی: 79.866 گرم بر مول
• دانسیته: 4.23 گرم بر سانتی متر مکعب
• نقطه جوش: 2972 درجه سانتی گراد
• نقطه ذوب: 1843 درجه سانتی گراد

تولید تیتان

دو روش اصلی برای تولید پودر دی اکسید تیتانیوم وجود دارد: فرآیند سولفات و فرآیند کلرید.

• در فرآیند سولفات، از اسید سولفوریک برای تولید پودر دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود.
• در فرآیند کلرید از کلر استفاده می شود.

کاربرد تیتان

تیتان به طور گسترده در کرم های ضد آفتاب و سایر محصولات مراقبت از پوست و لوازم آرایشی مانند کرم پودر، رژگونه، صابون، لوسیون و خمیر دندان استفاده می شود. این ماده همچنین در رنگ سازی، پروتزها، پلاستیک، سرامیک، کاغذ و افزودنی های غذایی نیز کاربرد دارد.

سازمان غذا و دارو (FDA) دی اکسید تیتانیوم را به عنوان GRAS اعلام کرده است، یعنی به طور کلی برای مصرف ایمن در نظر گرفته می شود. FDA همچنین استفاده از دی اکسید تیتانیوم گرید مواد غذایی را تا 1٪ بدون اعلام آن بر روی برچسب محصول مجاز می داند. در بسیاری از محصولات مصرفی مانند محصولات مراقبت شخصی و غذا، دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک افزودنی رایج استفاده می شود.

دی اکسید تیتانیوم در محصولاتی مانند شکلات ها و دونات ها بافت صاف ایجاد می کند، در حالی که در محصولاتی مانند خمیر دندان و لوسیون ها بافت ساینده تولید خواهد کرد. همچنین برای روشن کردن رنگ تولیدات غذایی یا محصولات مراقبت شخصی از این ماده استفاده می شود.

نانوذرات دی اکسید تیتانیوم دومین نانوذرات تولید شده در جهان هستند. نانوسیم ها و نانولوله های ساخته شده توسط تیتان موادی با کارایی بالا هستند که اگر به عنوان پوشش استفاده شوند درخشندگی، ماتی و سفیدی منحصر به فردی ایجاد می کنند. پودر دی اکسید تیتانیوم به محصولات مختلفی مثل رنگدانه های سفید در رنگ، فیلتر UV در ضد آفتاب و به عنوان رنگ خوراکی تبدیل می شود.

عامل رنگ دهنده - ضریب شکست بالای تیتان به این معنی است که توانایی پخش نور را دارد. این خاصیت به آن ظاهری فوق العاده سفید می دهد. اغلب گفته می شود که تیتان تنها روشن کننده واقعی و تنها ماده ای است که خاصیت سفید کردن محصولات را دارد.

عامل مات کننده – تیتان خواص منحصر به فردی دارد و می تواند از مواد فعال در برابر اشعه ماوراء بنفش، نور و تخریب گرمایی محافظت کند. این ترکیب یک جزء ضروری از لایه محافظ است که با حمایت از یکپارچگی فیزیکی محصول به حفظ ایمنی، کارایی و کیفیت آن کمک می کند. همچنین با محافظت از سایر مواد حساس به اشعه ماوراء بنفش، یک تثبیت کننده عالی برای فرمولاسیون های حساس به نور است.

استفاده از تیتان در داروسازی

در مقایسه با سایر مواد کمکی، TiO2 اجازه می دهد تا لایه بیرونی قرص نازک تر و کمتر شکننده باشد. این امر تضمین می کند که ماده فعال دارو پس از مصرف خوراکی به سرعت در دسترس قرار می گیرد. در حال حاضر مشخص نیست که آیا جایگزینی تیتان در داروها امکان پذیر است یا خیر. زیرا جایگزین های خوبی با همان کیفیت هنوز موجود نیست.

استفاده از انواع تیتان در صنعت تولید کاغذ

تیتان در صنعت تولید کاغذ نیز برای براق، صاف و سفیدتر کردن استفاده می شود. تیتانیوم دی اکسید در اندازه های نانومتری نیز به عنوان یک فوتوکاتالیست کارایی دارد.

استفاده از تیتان در محصولات آرایشی و بهداشتی

تیتان سال هاست که در صنعت مراقبت از پوست استفاده می شود و از پوست در برابر اشعه های مضر UV محافظت می کند. با این حال نگرانی هایی در مورد ایمنی آن وجود دارد.  اکثر محصولات مراقبت از پوست تجاری حاوی دی اکسید تیتانیوم میکرونیزه شده با آلومینا، دایمتیکون، سیلیس و تری متوکسی کاپریل سیلان هستند و به عمق پوست نفوذ نمی کند.

خطرات استفاده از تیتان

تیتان حتی به شکل نانوذرات، به پوست یا لایه شاخی (SC) نفوذ نمی کند. این ماده تنها پس از تماس طولانی مدت می تواند اثر سمی بالقوه بر روی پوست نشان دهد. ممکن است زمانی که تیتان به صورت خوراکی یا استنشاقی مصرف شود خواص سرطان زایی داشته باشد. برخی از افراد ممکن است به تیتان حساسیت داشته باشند و در صورت استفاده موضعی دچار عوارضی مانند تحریک چشم و پوست شوند.

پیشنهاد می شود پیش از خرید محصولات مراقبت از پوست، به اصطلاح «ایمن ساخته شده» بر روی بسته بندی توجه کنید.

نکات نگهداری و ایمنی تیتان

• تیتان به عنوان یک ترکیب معدنی از نظر اشتعال پذیری و سمیت ماده ای بی خطر است. اما تحریک و یا آلرژی در سیستم تنفسی می تواند از معایب آن باشد.
• مشاهده شده است افرادی که به مدت طولانی با این ماده در ارتباط هستند ممکن است دچار آسیب های تنفسی شوند.
• توصیه می شود هنگام کار با تیتان از دستکش های محافظتی، ماسک مناسب، لباس کار و عینک ایمنی استفاده شود.
• اگر غبار تیتان به سیستم تنفسی راه یابد می تواند با آسیب به مخاط مجاری تنفسی موجب بروز حساسیت های شدید شود.
• تیتانیم دی اکسید باید در انبارهای خشک و خنک و دارای تهویه و به دور از نور مستقیم خورشید نگه داری شود.
• از قرار دادن بسته بندی های این ماده در مجاورت منابع حرارت یا آتش جدا خودداری شود. از تماس تیتان با مواد شیمیایی مایع و... جلوگیری به عمل آید.

کلام پایانی

دی اکسید تیتانیوم (TiO2) که در مواد غذایی به عنوان رنگ دهنده E171 شناخته می شود، بیش از پنج دهه است که مورد استفاده قرار می گیرد. می توان از آن برای ایجاد جلوه بهتر در غذا استفاده نمود. قیمت تیتان به عواملی مثل خلوص، نرخ ارز و شرکت تولید کننده بستگی دارد.