JP2018517792A - 紫外線吸収ナノ結晶含有複合物 - Google Patents

紫外線吸収ナノ結晶含有複合物 Download PDF

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Abstract

非晶質の多孔質材料と、その孔内のナノ結晶材料とを含む複合物材料が、ＵＶ吸収剤になることが発見された。多孔質材料は、ナノ結晶材料の足場として作用する孔のマトリックスである。ナノ結晶材料の粒子は切り離されており、このことは、粒子が互いにつながっていないことを意味している。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、完全に多孔質材料の孔の内側にある。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔のうちのいくつかまたはすべてから突き出ていてよい。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は酸化セリウム材料である。いくつかの実施形態では、ナノ微結晶のサイズは、その最も長い軸上において２〜約１００ｎｍの範囲であり、アスペクト比が約１〜約１．５である。

Description

開示の内容
〔背景〕
紫外線（ＵＶ）光は、波長が１０〜４００ｎｍの、一種の電磁放射線である。ＵＶ光は、可視光よりエネルギーが高く、太陽から放射されるすべての光エネルギーの約１０％を占める。ＵＶ光は、そのエネルギー性質により、化学反応を誘発し、重合を触媒する能力を有している。場合によっては有益であるが、紫外線は、生体および無生物への著しい損傷を誘発することもできる。紫外線照射の吸収は、光酸化による分解を引き起こし、これにより、活発な（energetic）ＵＶ光子が、化学結合を不安定にし、照射下の物質の完全性を低下させ得る経路を作り出す。
一般に紫外部として表される電磁スペクトルの部分は、１００ｎｍ超かつ４００ｎｍ未満の波長の範囲である。この範囲は、３１５ｎｍ〜４００ｎｍの波長のＵＶ‐Ａ、２８０ｎｍ〜３１５ｎｍの波長のＵＶ‐Ｂ、１００ｎｍ〜２８０ｎｍの波長のＵＶ‐Ｃ、として示される部分へと、さらに細分される。太陽から入射するＵＶ‐Ｃ光は、大気およびオゾン層をあまり貫通せず、ＵＶ‐Ｂ光は、大部分が高層大気により吸収されるものの、完全には吸収されない。表面に到達する強度は、季節によって変化し、極よりも赤道付近で高くなる。ＵＶ‐Ａは、ＵＶ‐Ｂ光より強度が弱いが、ＵＶスペクトルの、より支配的な領域である。ＵＶ‐Ａは、雲を貫通し、季節や場所とは無関係に、太陽光があるときは常に存在する。
紫外線照射の破壊的性質の結果として、ＵＶ光が誘発し得る潜在的危害を軽減するために無数の分子および物質が開発されてきた。有機ＵＶ吸収剤は、最初は有効であるが最終的に分解され、過酷さを増す環境において寿命を改善し得る、特別設計の溶液もしくは追加の添加剤が必要となる。
これらのＵＶ吸収剤は、これを含有する物品、コーティング、プラスチック、もしくはマトリックスの寿命を高めるように機能する。機能的には、これらは、損傷率（spoilage rates）を下げ、パッケージの構造的完全性および透明さを維持することにより、パッケージ、成分、内容物の保護をもたらすように、材料中に利用されることができる。化粧品、クリーム、ローションに添加されるＵＶ吸収剤は、太陽光への暴露の悪影響から肌を守る。装飾された木材着色剤、ビニル製品、床材、もしくは金属コーティング上に組み合わせられると、ＵＶ吸収剤は、基質へのコーティング付着の維持を助け、コーティングの層間剥離を最小限に抑え、例えば自動車への適用において、金属の防食に役立つ。ＵＶ吸収剤は、有機着色料の耐光性を高め、木質繊維およびポリマーなどの有機マトリックスの分解を遅らせ、かつ、耐久性のビニル、プラスチック、およびポリマー物品、例えば、他にも多くの例があるが、家具、デッキの用材、床材、壁板、屋外用品、家具、防水帆布、農業用布、自動車の内装、繊維、およびフィルムの寿命を延ばす。
無機酸化物は、系の安定性（system stability）の増大に対する解決策を提供するが、屈折率が本質的に高いので、不透明な系で多く利用されている。
無機酸化物のＵＶ吸収剤は、従来は不透明な系で使用されていたが、サイズを小さくして、不透明でないものにすることができる。無機酸化物のサイズが入射光の波長を超えて小さくなると、その不透明度は低くなる。
いくつかの無機種が良好なＵＶ吸収剤として機能することが知られており、ＴｉＯ２およびＺｎＯは、古典的に日焼け止め剤に使用され、ＣｅＯ２は、産業的な木材塗装で、より一般的である。ＴｉＯ２は、３５０ｎｍ未満の波長で十分な保護をもたらすが、３５０ｎｍ〜４００ｎｍでは、適切な吸収を行うことができない。ＺｎＯは、３５０ｎｍ〜４００ｎｍでより高い保護を行うが、酸性環境では安定性が低くなり得る。いずれの酸化物も光触媒活性を有することができ、また、それらが利用されているマトリックスを分解から保護するために追加の処置を必要とし得る。ＣｅＯ２は、最も永続的なＵＶ吸収剤として知られ、光触媒活性の減少、高い耐酸性、および高い熱安定性を提供する。
しかしながら、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、もしくはＣｅＯ２を、最終的に有効なＵＶ吸収剤とし、永続的、透明、かつ広範囲に適用可能なものとするには、活性ナノ微結晶サイズ（active nanocrystallite size）を低減することが必要である。平均直径が１５０ｎｍ未満の粒径が、最も有用である。無機酸化物のＵＶ吸収剤は、従来は不透明な系に使用されていたが、サイズを小さくして、不透明でないものにすることができる。無機酸化物のサイズが入射光の波長を超えて小さくなると、その不透明度は低くなる。
ナノ粒子として分類されるこれらの物質には、独特の課題がある。サイズが小さいと、表面積が大きくなり、凝集力（agglomeration forces）が非常に強くなるので、物質を適切に分散させることが難しく、これらは希釈液体懸濁液として提供されることが多いことである。これらの懸濁液は、ＵＶ吸収剤を含有する液体と、これらが使用される媒体との間で適合性を有していなければならない。水で運ばれるかもしくは溶媒で運ばれる系（water-bourne, or solvent-bourne systems）においては、ナノ粒子のＵＶ吸収剤に対して特別な変更が必要とされる。
さらに、粉末のナノ粒子への暴露に関する安全性の問題も、十分に評価されていない。ナノ材料の呼吸による適用、摂取による適用、および局所適用の検討が、多くの規制機関によって継続されている。非常に小さいサイズのナノ粒子は、粒子が皮膚の層、粘膜を通ってマトリックスの外へ移動するか、フィルターを貫通するか、または空気中を遠く離れて拡散することを可能にでき、呼吸器への暴露（respiratory exposure）が増える。これらの問題は、ナノ粒子を含有するＵＶ吸収剤の製造方法、有用性、および適用方法だけでなく、ナノ粒子が最終的には環境中に放出されるためナノ粒子の長期環境影響にも影響を及ぼす。
〔概要〕
ＵＶ吸収剤複合物は、ナノ結晶材料と、多孔質材料と、を含む。ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔内にあり、切り離されている。ナノ結晶材料は、酸化セリウム材料を含む。オプションとして、追加のナノ結晶材料が多孔質材料中に存在し得るか、複合物が無機酸化物により封入され得るか、またはその両方であってよい。
ＵＶ吸収剤複合物は、ナノ結晶材料と、多孔質材料と、を含む。ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔内にある。ナノ微結晶は、サイズの範囲が、その最も長い軸上で２〜約１００ｎｍであり、アスペクト比が約１〜約１．５である。
添付図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものであるが、実施形態を例示しており、前述した概要および後述する実施形態の詳細な説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。
〔詳細な説明〕
孔内にナノ結晶材料を有する非晶質の多孔質材料を含む複合物材料が、ＵＶ吸収剤になることが分かっている。多孔質材料内部における孔のランダムな分布は、ナノ結晶材料の足場として作用する。これらの孔は隔離されており、このことは、孔がつながっていないことを意味している。孔は、ナノ結晶材料中における粒子の受け皿となり（host）、粒子を切り離したままにする、すなわち、粒子が互いに接触するのを防ぐ。孔は、多孔質材料の表面に通じている。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、完全に多孔質材料の孔の内側にある。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔のうちのいくつかまたはすべてから突き出ていてよい。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の大部分が、多孔質材料の孔内部にある。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の大部分が、完全に多孔質材料の孔の内側にある。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は酸化セリウム材料である。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料（nanocrystaline material）は、その最も長い軸上で２ｎｍ〜約１００ｎｍのサイズのナノ微結晶範囲を有し、アスペクト比は約１〜約１．５である。ナノ微結晶は、単結晶である。ナノ結晶材料の粒子は、複数のナノ微結晶から作られ得る。
多孔質材料は、無機非晶質材料である。いくつかの実施形態では、多孔質材料の孔は、直径が約０．５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、例えば約０．５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約０．５ｎｍ〜約８０ｎｍ、約１ｎｍ〜約８０ｎｍ、約１ｎｍ〜約５０ｎｍ、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、約３ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約５ｎｍ〜約７５ｎｍ、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍである。孔の直径は、多孔質材料の表面における直径である。内径（interior diameter）は、より大きくても、より小さくてもよい。いくつかの実施形態では、多孔質材料は、約０．１〜約４ｃｍ３／ｇ、例えば約０．１〜約２ｃｍ３／ｇ、約０．１〜約１ｃｍ３／ｇ、約０．１〜約０．８ｃｍ３／ｇ、約０．２５〜約０．８ｃｍ３／ｇ、または約０．２５〜約０．７ｃｍ３／ｇの、累積孔容積（cumulative pore volume）を有する。いくつかの実施形態では、多孔質材料は、約０．５μｍ〜約１５μｍ、例えば約０．５μｍ〜約１０μｍ、約０．５μｍ〜約７μｍ、約０．５μｍ〜約５μｍ、または約０．５μｍ〜約３．５μｍの粒径を有する。多孔質材料の孔の直径、累積孔容積、粒径は、記載するいかなる組み合わせのものであってもよい。
多孔質材料は、材料の製造業者およびグレードに応じた孔の分布を含み得る。通常、材料は、孔の直径、例えば１６〜２４ｎｍ直径の分布を含むが、さらに他のグレードは、直径が１００ｎｍ未満と記載される孔の集団を含んでよく、それでも多くの孔分布は０．５ｎｍ〜約１５０ｎｍである。さらに、非晶質シリカは、２５〜７５０ｍ２／ｇ、例えば１００〜３９０ｍ２／ｇ、８０〜１９０ｍ２／ｇの比表面積を特徴とする。いくつかの実施形態では、多孔質材料は、約０．５μｍ〜約３５０μｍ、例えば約０．３μｍ〜約１５０μｍ、例えば約０．３μｍ〜約１００μｍ、例えば約０．３μｍ〜約５０μｍ、例えば約０．３μｍ〜約２０μｍ、例えば約５μｍ〜約１５０μｍ、例えば約１０μｍ〜約１５０μｍ、例えば約０．３μｍ〜約０．５μｍ、約０．８μｍ〜約１．４μｍ、約２μｍ〜約５μｍの粒径を有する。任意の数の摩擦、粉砕、または分類工程が、多孔質材料の粒径分布を減らすか、または変更するのに有用となり得る。多孔質材料の孔の直径、比表面積、粒径は、記載するいかなる組み合わせのものであってもよい。
いくつかの実施形態では、多孔質材料はセラミックである。いくつかの実施形態では、多孔質材料は、シリカ、例えば非晶質ヒュームド・シリカ（例えば、Ｃａｂ‐ｏ‐Ｓｉｌ、Ｓｙｌｏｉｄ、Ｔｉｘｏｓｉｌ、もしくはＡｅｒｏｓｉｌ）、非晶質沈降シリカ（例えば、Ｚｅｏｌｅｘ、Ｚｅｏｓｙｌ、もしくはＵｌｔｒａｓｉｌ）、または天然に存在するシリカ（例えば、珪藻土）であるが、これらに制限されない。
ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔内にあるので、多孔質材料の表面上またはその近くにあり、完全には多孔質材料で封入されていない。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、孔内部に取り込まれている。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は酸化セリウム材料である。酸化セリウム材料の例としては、実験式がＣｅｘＭｙＯｚの材料が含まれるが、これに制限されず、式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、２．０≦ｚ≦７であり、例えば、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ＜０．５、２．０≦ｚ≦７である。金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物、例えば、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、またはこれらの混合物、あるいはＴｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、またはこれらの混合物、から選択される。例としては、ＣｅＯ２、Ｃｅ０．９Ｃａ０．２Ｏ２、Ｃｅ０．８Ｃａ０．４Ｏ２、Ｃｅ２Ｏ３、Ｃｅ０．９Ｆｅ０．１３Ｏ２、Ｃｅ０．６Ｃｒ０．５３Ｏ２、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＡｌＯ３、および（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４が含まれるが、これらに制限されない。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料はＣｅＡｌＯ３である。いくつかの実施形態では、Ｍに関係なく、ナノ結晶材料の結晶性ドメインは、その最も長い軸上でサイズが約２〜約１００ｎｍの範囲であり、結晶のアスペクト比は約１〜約１．５である。
いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の結晶性ドメインは、その最も長い軸上でサイズが約２〜約１００ｎｍ、例えば約２ｎｍ〜約１００ｎｍ、約２ｎｍ〜約８０ｎｍ、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、約２ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約５ｎｍ〜約８０ｎｍ、約５ｎｍ〜約７５ｎｍ、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約３０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲である。いくつかの実施形態では、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料は、直径が約２ｎｍ〜約１０ｎｍ、例えば約２ｎｍ〜約５ｎｍまたは約５ｎｍ〜約１０ｎｍである。いくつかの実施形態では、アスペクト比は、約１〜約１．２である。ナノ結晶材料の結晶性ドメインのサイズ、結晶のアスペクト比、および直径は、記載するいずれの組み合わせであってもよい。複数の結晶性ドメイン範囲が存在し得る。いくつかの実施形態では、２つ以上のナノ結晶材料があり、これらは、同じかまたは異なる結晶性ドメイン範囲を有し得る。
いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の構造は、立方晶系の蛍石型構造である。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の構造は、正方晶系である。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の構造は、六方晶系である。いくつかの実施形態では、ナノ結晶材料の構造は、ペロブスカイト（pevorskite）である。
いくつかの実施形態では、複合物材料は、第２ナノ結晶材料をさらに含む。第２ナノ結晶材料は、多孔質材料の孔内にあり、切り離されている。第２ナノ結晶材料は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、およびこれらの混合物から選択される。いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料は、酸化セリウムナノ結晶材料の別の組成物であってもよい。いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料は、その最も長い軸上でサイズが２ｎｍ〜約５０ｎｍ、例えば約２ｎｍ〜約１００ｎｍ、約２ｎｍ〜約８０ｎｍ、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、約２ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約５ｎｍ〜約８０ｎｍ、約５ｎｍ〜約７５ｎｍ、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約３０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの、ナノ微結晶範囲を有する。いくつかの実施形態では、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である。ナノ微結晶は、単結晶である。第２ナノ結晶材料の粒子は、複数のナノ微結晶で構成され得る。いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料は、酸化セリウムナノ結晶材料も含有する多孔質材料の孔を占めている。
いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料の結晶性ドメインは、その最も長い軸上でサイズが約２〜約５０ｎｍ、例えば約２ｎｍ〜約１００ｎｍ、約２ｎｍ〜約８０ｎｍ、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、約２ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約５ｎｍ〜約８０ｎｍ、約５ｎｍ〜約７５ｎｍ、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約４０ｎｍ、約５ｎｍ〜約３０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ、の範囲である。いくつかの実施形態では、結晶のアスペクト比は約１〜約１．５である。いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料は、直径が約２ｎｍ〜約１０ｎｍ、例えば、約２ｎｍ〜約５ｎｍまたは約５ｎｍ〜約１０ｎｍである。いくつかの実施形態では、アスペクト比は、約１〜約１．２である。第２ナノ結晶材料の結晶性ドメインのサイズ、結晶のアスペクト比、および直径は、記載するいずれの組み合わせであってもよい。
いくつかの実施形態では、第２ナノ結晶材料は、ナノ結晶材料とは異なる構造で存在し得る。いくつかの実施形態では、ＴｉＯ２構造は、鋭錐石、金紅石、またはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、平均的なＴｉＯ２ナノ微結晶は、直径が１００ｎｍより小さい。いくつかの実施形態では、ＺｎＯ構造は、ウルツ鉱、閃亜鉛鉱（zinc blend）、ロッシェル塩、またはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、平均的なＺｎＯナノ微結晶は、直径が１００ｎｍより小さい。いくつかの実施形態では、ＭｏＯ３構造は、斜方晶系、六方晶系、またはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、ＳｒＴｉＯ３は、ペロブスカイト構造である。いくつかの実施形態では、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４構造は、フェナサイト構造、または六方晶系、菱面体晶系（rhomberhedral）、もしくは正方晶系の形態のケイ酸亜鉛鉱である。
いくつかの実施形態では、（任意の第２ナノ結晶材料を含む）ナノ結晶材料全体の量は、複合物の質量の６２．５ｗｔ％を超えず、例えば約２〜約６２ｗｔ％、約５〜約６０ｗｔ％、約５〜約５０ｗｔ％、約５〜約４３ｗｔ％、約５〜約４０ｗｔ％、約５〜約３５ｗｔ％であるが、これらに制限されない。
複合物は、不希釈の粉末形態では、２００〜３７５ｎｍの波長の光を約５０％〜約１００％、例えば約５０％〜約７５％、約５０％〜約７０％、約７０％〜約８０％、約７５％〜約１００％、吸収する。
いくつかの実施形態では、複合物の平均バルク凝集体サイズは、約０．５μｍ〜約３００μｍ、例えば約０．５μｍ〜約２００μｍ、約０．５μｍ〜約１５０μｍ、約０．５μｍ〜約５０μｍ、または約０．５μｍ〜約２０μｍである。いくつかの実施形態では、複合物の平均バルク凝集体サイズは、約０．２μｍ〜約２μｍ、例えば約０．２μｍ〜約１μｍ、約０．２μｍ〜約０．８μｍ、または約０．２μｍ〜約０．５μｍである。
複合物は、インシピエントウェットネス法により形成され得る。例えば、ナノ結晶前駆体材料を、水などの溶媒に溶かす。多孔質材料をこの溶液に添加して、粘着性ゲルを形成する。添加された液体混合物の全体の容積は、多孔質材料の全体の孔容積以下である。粘着性ゲルを十分に混ぜる。溶媒を粘着性ゲルから蒸発させ、乾燥ケーキを生じる。次に、この乾燥ケーキを、ナノ結晶前駆体の分解温度より高い温度でか焼して、複合物を製造する。複合物は、粒径を小さくするか、もしくは集塊を壊すジェット粉砕などの粉砕によって、さらに処理され得る。
ナノ結晶前駆体材料は、溶媒に溶解可能であり、前述した実験式（すなわちＣｅｘＭｙＯｚ）で必要とされる金属を、しばしば相補的なアニオンと共に、含有する。例えば、ＮＯ３ −、Ｃｌ−、ＳＯ４ ２−、ＣＨ３ＣＯＯ−、Ｃ５Ｈ７Ｏ２ −、Ｃ２Ｏ４ −、ＰＯ４ ３−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＯ３ ２−、ＨＣＯ３ −は、極性溶媒または非極性溶媒中、前述した金属のうちの１つ以上を有する溶解可能種を形成し得る、アニオンである。いくつかの実施形態では、２つ以上のナノ結晶前駆体材料を使用して、ナノ結晶材料を形成する。いくつかの実施形態では、ただ１つのナノ結晶前駆体材料を使用する。か焼中、前駆体材料は、構成酸化物（component oxide）へと熱分解される。
複合物を作るためにインシピエントウェットネス法で使用され得る溶媒は、ナノ結晶前駆体材料を少なくとも部分的に溶解させることができ、かつ多孔質材料を破壊しないものである。
第２ナノ結晶材料を含む複合物材料は、酸化セリウムナノ結晶材料を含む複合物材料を製造する同じ方法によって製造され得る。ＴｉＯ２第２ナノ結晶材料を作る前駆体としては、ホウ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、チタンブトキシド、チタンエトキシド、エチルヘキサン酸チタン（titanium ethylhexanoate）、水素化チタン、チタンイソプロポキシド、窒化チタン、チタンプロポキシド、乳酸チタン、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに制限されない。ＺｎＯ第２ナノ結晶材料を作る前駆体としては、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、亜鉛ブトキシド（zinc butoxide）、炭酸亜鉛、クエン酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、硫酸亜鉛、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに制限されない。ＭｏＯ３第２ナノ結晶材料を作る前駆体としては、酢酸モリブデン、モリブデンホウ水素化物（molybdenum borohydride）、塩化モリブデン、モリブデンイソプロポキシド（molybdenum isopropoxide）、硫化モリブデン、モリブデン酸、モリブデニルアセチルアセトナート（molybdenyl acetylacetonate）、モリブドリン酸、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに制限されない。（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４第２ナノ結晶材料を作る前駆体としては、臭化コバルト、塩化コバルト、グルコン酸コバルト、水酸化コバルト、コバルトイソプロポキシド（cobalt isopropoxide）、硝酸コバルト、およびこれらの混合物、ならびに、酢酸ストロンチウム、臭化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、ストロンチウムイソプロポキシド（strontium isopropoxide）、硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに制限されない。ＳｒＴｉＯ３第２ナノ結晶材料を作る前駆体としては、酢酸ストロンチウム、臭化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、ストロンチウムイソプロポキシド、硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、およびこれらの混合物、ならびにホウ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、チタンブトキシド、チタンエトキシド、エチルヘキサン酸チタン、水素化チタン、チタンイソプロポキシド、窒化チタン、チタンプロポキシド、乳酸チタン、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに制限されない。これらの前駆体材料は、第２ナノ結晶材料の混合物を作るために、組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、複合物は、コーティングによって、部分的に、または全体が、封入される。複合物が部分的に封入される場合、複合物の少なくとも半分が封入されるが、コーティングは連続している必要はない。例としてのコーティングは、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂｉ、およびＷ（もしくはこれらの混合物）の酸化物およびケイ酸塩、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２ＳｉＯ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２を含む。いくつかの実施形態では、コーティングは、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３から選択される。コーティングは、ホウ化タングステン、塩化タングステン、タングステンエトキシド、タングステンイソプロポキシド、タングステン酸；酢酸ジルコニウム、ジルコニウムブトキシド、炭酸ジルコニウム、ホウ化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、炭酸水酸化ジルコニウム（zirconium carbonate hydroxide）、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、水素化ジルコニウム、ジルコニウムイソプロポキシド、乳酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、ジルコニウムプロポキシド、過塩素酸ジルコニル（zirconyl perchlorate）；酢酸ビスマス、臭化ビスマス、クエン酸ビスマス、炭酸ビスマス、ビスマスエチルヘキサノエート、水酸化ビスマス、ビスマスイソプロポキシド、リン酸ビスマス、硫酸ビスマス、オキシ塩化ビスマス、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、過塩素酸ビスマス；ケイ酸、四酢酸ケイ素、塩化ケイ素、臭化ケイ素、ヨードトリメチルシリル（trimethylsilyl iodine）、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸テトラエチル、ケイ酸カリウム、コロイドシリカ、シラン、オルトケイ酸テトラエチル；硫酸アンモニウムアルミニウム、酢酸アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミニウムブトキシド（aluminum butoxide）、アルミニウムイソプロポキシド、硝酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、メタリン酸アルミニウム；および関連する化合物、ならびにそれらの混合物から形成され得る。
複合物は、ナノ結晶材料を含有する多孔質材料を、可溶化出発物質のうちの１つ以上の水性または溶媒ベースの金属塩もしくは複合溶液と混合することによって、コーティングされ得る。オプションとして、溶液のｐＨは、例えば、３Ｍ ＮａＯＨ、３Ｍ Ｈ２ＳＯ４、リン酸、アンモニア、水酸化アンモニウム、もしくは酢酸により、適切なｐＨまたは化学量論比に調節され得る。ｐＨは、金属塩溶液の不安定化を誘発するように選択される。
いくつかの実施形態では、コーティングは、可溶化原料のうちの１つ以上を含有する水性もしくは溶媒ベースの金属塩もしくは複合溶液の存在下でＵＶ吸収剤複合物を混合することによって、ＵＶ吸収剤複合物上に形成され得る。オプションとして、溶液のｐＨは、例えば、３Ｍ ＮａＯＨ、３Ｍ Ｈ２ＳＯ４、リン酸、アンモニア、水酸化アンモニウム、もしくは酢酸により、適切なｐＨまたは化学量論比に調節され得る。ｐＨは、ＵＶ吸収剤複合物への添加時に金属塩溶液の不安定化を誘発するように選択される。
いくつかの実施形態では、コーティングは、攪拌中に、溶解金属塩を含有する溶液を、ＵＶ吸収剤複合物の０．５〜５０重量％溶液に添加することによって、形成され得る。この溶液は、金属塩の沈殿前に平衡に達することができる。コロイドシリカを利用する反応が、同様に開始される。一般的に、作用物質が金属アルコキシドの加水分解および金属水酸化物もしくは金属酸化物の形成を進める、アルコール溶液から、金属アルコキシド原料が沈積する。全ての反応は、追加の錯体形成助剤を含有していても、していなくてもよく、また、ＵＶ吸収剤複合物上へのシェルの沈殿および凝縮をさらに誘発するために、高い温度で行われ得る。
沈殿反応は、コロイド粒子の沈積のための粒子の等電点に、または金属酸化物種の瞬間沈殿が起こるｐＨより下に、注意深く調節することによって、制御され得る。酸もしくは塩基をゆっくり添加することは、少量の酸もしくは塩基中において既知の速度で滴定すること（tittering）によって達成される。反応速度は、酸もしくは塩基の濃度、溶液の緩衝力（buffering power）、反応温度、および添加速度によって、大きく変化する。いくつかの実施形態では、沈殿した物質は、多孔質粒子上に沈積し、測定可能な厚さの均一なシェルを生じる。いくつかの実施形態では、シェル材料の粗さおよび密度は、組成と共に変化する。いくつかの実施形態では、無機酸化物封入材料は、非晶質材料の残りの孔構造の一部を占めるか、または残りの孔構造を完全に満たすことができる。
いくつかの実施形態では、封入物（encapsulation）は、２つ以上の材料の複合物である。封入物は、水もしくは溶媒中に金属錯体を溶媒和すると同時に、前述したようにＵＶ吸収剤複合物に暴露することによって、沈積され得る。例えば、オキシ塩化ジルコニウムおよびケイ酸ナトリウムの溶液は、ｐＨを３Ｍ Ｈ２ＳＯ４によって１２からｐＨ８までゆっくりと調節することによって、同時に沈積され得る。いくつかの実施形態では、交差反応および錯体形成が可能であり、前駆体材料が、多孔質基質上もしくは中に沈積した副生成物を提供する。
いくつかの実施形態では、封入材料がＵＶ吸収剤複合物を完全に包むことは必要ではない。いくつかの実施形態では、金属酸化物は、ナノ結晶材料を収容する孔を覆う。いくつかの実施形態では、封入材料の沈積後、新たなハイブリッド化合物が加えられてよく、これらの化合物は、取り込まれた有機もしくは無機材料を収容する封入物をもたらすものである。同様に、封入材料の沈積は、多孔質材料または暴露されたナノ結晶材料上に行われてもよい。
いくつかの実施形態では、コーティングされたコア材料のか焼は、シェル材料の結晶化、高密度化、脱水、もしくは凝固、または任意の表面ペンダントヒドロキシル基の濃縮を促進して、酸化し、封入物を形成するために必要とされ得る。温度および時間は、組成物の材料によって決まるが、例としての範囲は、約１５０〜約１０００℃で、ドエル時間は約３０〜約６００分である。結晶材料の形成は、ガラス様シェルもしくは非晶質の金属酸化物の形成のために凝縮のみを促進するよう、か焼温度を訂正することにより、調節され得る。さらに、この工程は、ＵＶ吸収ナノ微結晶材料の形成と同時に、または別個に、単独で、もしくは温度を上げるために複数の工程で、完了され得る。
複合物は、塗料、ラッカー、ワニスなどのコーティング；プラスチック；繊維；ゴム；エラストマー；フィルム；インク；化粧品；ほうろう、ガラスエナメルなどのセラミック；生地；コンクリート；デッキ；金属コーティング；家具；セメント；アスファルト；木材塗装；類似物品に使用され得る。複合物は、熱硬化性マトリックスおよび熱可塑性マトリックスなどであるが、これらに制限されないポリマーマトリックスにおいて、また、プラスチックおよびボール紙のパッケージ、食品と接する適用、自動車の内装品、自動車の外装品のために、使用され得る。
レーザーマーキングは、アイテムをレーザービームに暴露することにより、アイテム上に不可逆性の対比色変化を生じる機能である。この色変化が、文字、絵、もしくはパターンへとパターン化されるか、もしくは刻みつけられる場合に、これは特に有用である。このテクノロジーは、識別もしくは装飾の目的で、いくつかの分野で用いられている。
レーザーマーキング添加剤は、選択的波長のレーザー光を、観察可能な対比をもたらす化学変化に変換することにより、機能する。有効量のレーザーマーキング添加剤を含有する物品は、レーザービームと衝突し、そのエリア内の添加剤は、照明下で検査されると物品の照射エリアと非照射エリアとの間に識別可能な対比を生じる、化学的変換を受ける。可視光による照明下での物品の検査が最も一般的であるが、レーザーマーカーの解像度（definition）は、可視光を、物品の照射領域と非照射領域との間で光の一部のスペクトルによって検出可能な対比ができるようにのみ使用することを必要としない。
プラスチックおよびパッケージといった多くの材料のレーザーマーキングは、レーザー照射への暴露に感受性のある添加材料を添加することによって達成される。レーザーへの暴露は、材料の基調色と対照をなす色変化を生じる。ＵＶ吸収剤複合物は、レーザーマーキング添加剤として使用され得る。
多数のレーザー波長が、添加剤の化学的性質に応じて好結果のマーキングに使用され得る。ＵＶ吸収剤複合物は、ＵＶレーザーで処理される場合に特に有用である。しかしながら、ＵＶ吸収剤複合物のレーザーマーキングにおいて他のレーザー波長も有用となり得る。
実施例１は、非晶質シリカマトリックスに埋め込まれた酸化セリウムである。図１ａの、透過電子顕微鏡法によって明らかになったシリカマトリックス内のＣｅＯ２ナノ微結晶のサイズおよび分布は、ほぼ等しいサイズのナノ微結晶のランダムな分布を示している。明らかに、非晶質シリカおよびＣｅＯ２の別々の領域が存在している。非晶質シリカの微細な構造および多孔性は、ここでもまた、ランダムに集まったドメインとして説明することができる。
いくつかの実施例は、実施例１の非晶質シリカ中のＣｅＯ２を、実施例２および実施例３でそれぞれ示されたカルシウムもしくはアルミニウムで改質させることを含む、複数の機能的なＵＶ吸収化学作用を説明する。これらの変形は、実施例１の複合物と比較した、色の変化（表１を参照）、ＵＶ反射率の変化（図４を参照）を示している。
図１ｂに示すように、非晶質シリカの孔をふさぎ、別々のドメインを統合している、非晶質シリカによる実施例１の封入物は、実施例４の、表面積が小さい改質材料をもたらす。同様の構造の材料が、実施例１の材料を、非晶質シリカで（実施例４、５、６）、酸化ジルコニウムで（実施例７）、非晶質の酸化アルミニウムで（実施例８）、コーティングすることにより得られる。これらの材料は、ポリカーボネートもしくはポリスチレンなどのプラスチックマトリックス内部に分散されると、実施例１と比べて、プラスチックマトリックスの光触媒活性の低下を示す。
ＣｅＯ２と、実施例９のＺｎＯおよび実施例１０のＴｉＯ２などの第２ナノ結晶材料と、を含有する複合物材料は、ＵＶ吸収剤としての適用を有している。ＣｅＯ２を有する非晶質シリカに第２ナノ結晶材料を取り込むと、個々の金属酸化物とは異なるハイブリッド特性が生じる。さらに、非晶質シリカは、金属酸化物を酸浸出から保護する手段を提供し、非晶質シリカを有するＵＶ吸収金属酸化物を有機マトリックスから分離することにより光触媒活性を最小化する。ＭｏＯ３（実施例１１）、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４（実施例１２）、ＳｒＴｉＯ３（実施例１３）の複合物材料は、さらなる色空間を得るＵＶ吸収剤として、さらに利点を与える。表１を参照のこと。
各実施例の材料の粒径、元素組成、結晶構造を表２、表３に示す。これらの実施例は、教育的なものとすることを意図しているが、請求項の包括的もしくは網羅的な（exhausted）実施例ではない。表２の粒径は、ＣｅＯ２を含有する非晶質シリカ材料（amorphous silica containing CeO2 materials）のものであり、ＣｅＯ２もしくは他の実施例のＵＶ吸収剤の酸化物のサイズではない。適切な非晶質の多孔質シリカを選択し、典型的なすりつぶしおよび摩耗工程を用いることによって、直径が１００ｎｍ〜４００μｍのほぼあらゆる粒径を達成することができる。
表２に示す化学組成は、表３に示すそれらの結晶構造と併せて、ＵＶ吸収複合物の典型的な結果である。データは以下を示している：ＣｅＯ２ナノ微結晶が、非晶質シリカにより形成され得ること（実施例１）；追加の金属が溶解して非晶質シリカ内のＣｅＯ２結晶構造になり得ること（実施例３）；ＣｅＯ２非晶質シリカ材料が、他の金属の非晶質酸化物と組み込まれ得ること（実施例６〜８）；複数の金属酸化物が、非晶質シリカ材料内に含有され得ること（実施例９〜１３）；複数の金属酸化物が、異なる結晶構造の複数のナノ微結晶へ加工され得ること（実施例９、１１、１２、１３）；非晶質シリカが、結晶シリカに変換され得ること（実施例４、１１）。非晶質シリカが結晶シリカに変換されると、複合物は、その透明性を失う。
ＵＶ吸収金属酸化物と改質金属酸化物との組み合わせから構築された複合ＵＶ吸収剤の微細構造（実施例９〜１３）は、実施例１の材料、および封入の実施例４〜８とは異なる。ナノ微結晶の濃度が高くなると考えられている。実施例１、図２ａと比べて、実施例９、図２ｂを参照のこと。ナノ結晶密度の増加は、色およびＵＶ吸収に影響を及ぼす。付加的な吸収剤の濃度は、実施例１と比べて、より高いＵＶ吸収度およびより低い反射率をもたらし得る。ＵＶ反射率は、純粋な粉末サンプル（neat powdered sample）から測定した（実施例１４）。これを実施例１３において説明する。
実施例１のＵＶ吸収剤複合物は、実施例１５において、アクリル樹脂中に分散させられる。ＵＶスペクトル（図３を参照）は、３７０ｎｍ未満の波長で、強い吸収（１６％未満の透過率）を示す。狭い遷移領域が、３７０ｎｍ〜４５０ｎｍで発生し、この領域で、透過率が急激に増加し、７５％の透過率を超える。大部分吸収からほぼ透明へと遷移する急激さは、材料の外観および色、ならびにＵＶ吸収剤を含有する物品の透明さを示す。
金属酸化物をＣｅＯ２結晶構造内に添加すると、結晶格子がわずかにゆがみ、光学的特性が変化すると考えられている。この添加は、材料をか焼する前にドーパントである金属塩を少量、同時添加すること（co-adding）によって、元素スケールで（on the elemental scale）行われて、ドーパントがＣｅＯ２構造内に含有されることを確実にする。ＵＶ吸収の改善は、実施例１と比べて、実施例２ではＣａを、実施例３ではＡｌを添加することで、見ることができる。表１を参照のこと。これら３つの実施例のＵＶスペクトルを、図４に示す。実施例２の反射率特性は、実施例１と比べて材料の吸収が増加した結果として、ＵＶ領域で減少する。さらなる望ましい特性は、４２０ｎｍ超の波長での反射率の増加である。実施例３は、実施例１と比べて４２０ｎｍ超の波長で光学的特性の変化を示さないが、３６５ｎｍ未満の波長では、実施例１および２と比べてＵＶ吸収率の増加を示している。この改善は、光学的特性を微調整するためのＣｅＯ２構造内のわずかなドーパントの有用性を示している。材料の光学的特性を調整し得る他の金属ドーパントを用いることによって、ＵＶ吸収剤複合物に対する多くの追加的改良が可能である。
封入されたＵＶ吸収剤複合物は、耐候性能の改善、光触媒活性の低下、物理的特性の改善；小さい比表面積、低い吸油量、均一な界面化学を示すことが、分かっている。複合物を、無機酸化物であるシリカ（実施例４〜６）、ジルコニウム（実施例７）、またはアルミニウム（実施例８）で封入すると、図５に示すように光学的特性が変化する。
複数のナノ結晶材料を含有する複合物は、ＵＶ吸収特性および可視特性などの光学的特性を微調整することを可能にする。ＣｅＯ２ナノ結晶材料を含有するＵＶ吸収剤複合物に添加される第２ナノ結晶材料の例は、ＺｎＯ（実施例９）；ＴｉＯ２（実施例１０）；ＭｏＯ３（実施例１１）；（Ｃｏ，Ｚｎ）ＳｉＯ４（実施例１２）；ＳｒＴｉＯ２（実施例１３）である。図６は、吸収および透過または反射の間での遷移領域に対する変化を示している。実施例９および１０では、吸収から反射への遷移は、実施例１に比べて赤方偏移しており、ＵＶ吸収率の上昇を引き起こすが、これらの遷移は、十分に可視スペクトルとなる４５０ｎｍまでは、８０％を超える透過率に完全には遷移しない。
実施例１１は、実施例１と比較して、３６０ｎｍ〜４００ｎｍで望ましい急激な遷移を示している。実施例１１、１２、１３は、実施例１の材料と比べて、ＵＶスペクトルに青方偏移を導入している。実施例１１および１３は、実施例１と比べ、４００ｎｍ超の波長で、ＵＶ吸収性能が改善され、可視吸収度（visible absorbance）が減少しており、これらはいずれも望ましい特性である。
実施例１２は、青色の材料である。図６のスペクトル、および表１の色座標を参照されたい。これは、着色材料にＵＶ吸収度を与える能力を示しており、非晶質シリカから得られる同じ利点を、これらの無機着色組成物（color inorganic compositions）に与える。
ＵＶ吸収剤複合物を物品に使用することができる。ポリスチレンのようなプラスチックは、ＵＶ吸収剤を包含することによる恩恵を得る物品の一例である。実施例１〜１３は、実施例１６に示すように、ポリスチレンチップに包含され、光透過率特性が、図８および図９に示すように測定されている。ＣａおよびＡｌで改質したＣｅＯ２ＵＶ吸収剤複合物は、透明なポリスチレンと比べて、３７５ｎｍ未満のＵＶ光の透過率を低下させる。〜５０％に近い透過率のパーセンテージは、ＵＶ吸収剤を包含することによって、１％未満まで下がる。透過率における類似の低下は、図８に示す、封入されたＣｅＯ２非晶質シリカ材料で測定される。複数のナノ結晶材料を有する材料は、同じような傾向を示すが、ＵＶ吸収材料の差によって、実施例９〜１３のそれぞれは、わずかに変化した光応答を有していた。光学的特性において測定された差は、実施例１４に示す原末のスペクトル（bulk powder spectrum）の観察に十分に対応している。
これらの複合物の外観は重要であり、理想的には多くの適用で透明であり、また、無色の添加剤が重要である。さらに、これらは、これらが保護するように設計されているマトリックスもしくは物品の組成とマイナスに相互作用してはならない。表１のような色数は、実施例１７の写真と組み合わせて、物品において使用された際の、実施例材料の視覚的特性を調べるのに使用される。図１０の、ポリカーボネート中に分散されたいくつかの実施例は、熱劣化プロセスの促進による変色を示している。ＵＶ吸収剤の変色は、実施例１で顕著である。実施例４〜６のシリカで封入された材料は、変色が著しく減少しており、好都合なことに、外観が非晶質シリカ含有チップに匹敵する。
図１１は、ポリスチレン中のいくつかの実施例の外観を示しており、表１の実施例の色価をよく反映している。
本開示は、いくつかの実施形態の説明により例証しており、例示的な実施形態を相当詳細に説明しているが、請求項の範囲をこのような細目に制限したり、何らかの形で限定したりすることは、出願人の意図するところではない。追加の利点および変更が、当業者には容易に明らかとなるであろう。
〔実施例〕
実施例１‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の複合物
非晶質ヒュームド・シリカ（５０ｇ、０．２ｍＬ／ｇの孔容積）を、１０ｍＬの脱イオン水中に溶解した５０ｇの硝酸セリウム（ＩＩＩ）六水和物を含有する溶液の存在下で、均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を砕いて、微細粉末とした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも３０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。完成した製品を、その後、約２μｍの最終粒径まで微粉化した。この複合物の色を表１に示す。この色は、純粋な複合物のサンプルを、拡散反射球（diffuse reflectance sphere）を備えたＵＶ‐Ｖｉｓ分光光度計内に装備することによって、測定した。
実施例２‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅ０．９Ｃａ０．２Ｏ２の複合物
非晶質ヒュームド・シリカ（３０ｇ、０．２ｍＬ／ｇの孔容積）を、６ｍＬの脱イオン水に溶解した０．８３ｇの硝酸カルシウム四水和物および２９．１７ｇの硝酸セリウム（ＩＩＩ）六水和物を含有する溶液の存在下で、均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を砕いて、微細粉末とした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも３０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。完成した製品を、その後、約２μｍの最終粒径まで微粉化した。この複合物の色を表１に示す。
実施例３‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＡｌＯ３の複合物
非晶質ヒュームド・シリカ（１５．７ｇ）を、Ｃｅ（ＮＯ３）３とＡｌ（ＮＯ３）３（１３％ ＣｅＡｌＯ３ ｗ／ｗ）の水溶液１９．９ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、１０００℃で、最低でも２４０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、その後、ワーリングブレンダー（warring blender）内でブレンドした。この複合物の色を表１に示す。
実施例４‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の、シリカコーティングされた複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１０．７８ｇ）を、ケイ酸ナトリウム（２９％ ＳｉＯ２ ｗ／ｗ）の水溶液３２．２１ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、その後、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例５‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の、シリカコーティングされた複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、９．９８ｇ）を、１５．８ｇのオルトケイ酸テトラエチル（２９％ ＳｉＯ２ ｗ／ｗ）の存在下で、均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、その後、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例６‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の、シリカコーティングされた複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、５８．６１ｇ）を、１Ｌの水中に懸濁させ、懸濁駅のｐＨを、水酸化ナトリウムの添加により、９．５まで上昇させた。このスラリーを９０℃まで加熱し、スラリーのｐＨをほぼ９．５に維持するためにさまざまな速度で希硫酸を添加する間に、ケイ酸ナトリウム（６．５ｇ ＳｉＯ２）の水溶液１７２．５ｇを、０．７ｇ／分の速度で添加した。スラリーを室温まで冷却し、ｐＨを約７に調節した。次に、スラリーを遠心分離により洗浄し、空気中で乾燥させた。その後、乾燥サンプルを、ワーリングブレンダーを用いてブレンドした。この複合物の色を表１に示す。
実施例７‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の、ジルコニアコーティングされた複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１５．８９ｇ）を、２２．７５ｇのジルコニウムブトキシド（８０％ｗ／ｗ １‐ブタノール）の存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例８‐非晶質ヒュームド・シリカおよびＣｅＯ２の、アルミナコーティングされた複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１５．８９ｇ）を、２５．２６ｇのアルミニウムイソプロポキシド（１１％ｗ／ｗ イソプロパノール）の存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、その後、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例９‐非晶質ヒュームド・シリカ、ＺｎＯ、およびＣｅＯ２の複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１０．００ｇ）を、Ｚｎ（ＮＯ３）２（７％ ＺｎＯ ｗ／ｗ）の水溶液２２．８９ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例１０‐非晶質ヒュームド・シリカ、ＴｉＯ２、およびＣｅＯ２の複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、９．９８ｇ）を、ＴｉＯＳＯ４（７％ ＴｉＯ２ ｗ／ｗ）の水溶液１６．１８ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、５００℃で、最低でも６０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例１１‐非晶質ヒュームド・シリカ、ＭｏＯ３、およびＣｅＯ２の複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１３．９ｇ）を、ＮａＭｏＯ４（２０％ ＭｏＯ３ ｗ／ｗ）の水溶液１８．５ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、１０００℃で、最低でも２４０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例１２‐非晶質ヒュームド・シリカ、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、およびＣｅＯ２の複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１６．７ｇ）を、Ｃｏ（ＮＯ３）２およびＺｎ（ＮＯ３）２（０．００１ ＣｏＺｎ ｍｏｌ／ｇ）の水溶液２０．７ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、１０００℃で、最低でも２４０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。この複合物の色を表１に示す。
実施例１３‐非晶質ヒュームド・シリカ、ＳｒＴｉＯ３、およびＣｅＯ２の複合物
不希釈複合物材料のサンプル（実施例１、１０．０ｇ）を、ＴｉＯＳＯ４（７％ ＴｉＯ２ ｗ／ｗ）の水溶液１２．０８ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、Ｓｒ（ＮＯ３）２（２２％ ＳｒＣＯ３ ｗ／ｗ）の水溶液１５．８ｇの存在下で均質化した。完全な均質化の後、混合物を、すべての水分が除去されるまで、１００℃で乾燥させた。このとき、乾燥した、きめの粗い固体を、乳棒と乳鉢ですりつぶして粉末にした。次に、オフホワイトの粉末を、１０００℃で、最低でも２４０分間、または完全な前駆体の分解まで、か焼した。か焼された粉末を、乳棒と乳鉢ですりつぶした。複合物の色を表１に示す。
実施例１４‐実施例１〜１３のＵＶ反射率の測定
キュベット内の粉末になった不希釈複合物材料のサンプルのＵＶ反射率を、拡散反射球を備えたＵＶ‐Ｖｉｓ分光光度計を用いて測定した（正反射率を含む）。スペクトルを図４、図５、図６に示す。
Figure 2018517792
実施例１５‐実施例１の視覚的不透明度
実施例１（２４％ｗ／ｗ）を、透明アクリル樹脂系（Ｄｅｌｓｔａｒ ＤＭＲ４９９）中に分散させ、ガラスもしくはクォーツなどの不活性な透明基板上に塗布した。乾燥フィルムは、最小厚さが３５μｍであった。４７５〜７５０ｎｍで７０％超透明である場合に、複合物を、視覚的に不透明でないとみなした。スペクトルを図３に示す。
実施例１６‐実施例１、３〜１３の透過率
複合物材料のサンプル（１％ｗ／ｗ）を、ポリスチレン樹脂中に分散させ、２１５．５６℃（４２０°Ｆ）の射出成形機内でプラスチックチップへと成型した。各チップの透過率を測定し、図７、図８、図９に示す。
実施例１７‐コーティングされたサンプルの塑性安定性
複合物材料のサンプル（１％ｗ／ｗ）を、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂中に分散させ、２７３．８９℃（５２５°Ｆ）の射出成形機内でプラスチックチップへと成型した。チップの写真を図１０および図１１に示す。
Figure 2018517792
Figure 2018517792
〔実施の態様〕
（１） ナノ結晶材料と非晶質の多孔質材料とを含むＵＶ吸収剤複合物において、
前記ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
前記ナノ結晶材料は、酸化セリウム材料を含む、ＵＶ吸収剤複合物。
（２） 実施態様１に記載の複合物において、
前記ナノ結晶材料は、その最も長い軸上においてサイズが約２ｎｍ〜約１００ｎｍの結晶性ドメイン範囲を有し、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である、複合物。
（３） 実施態様１または２に記載の複合物において、
前記酸化セリウム材料は、式：
ＣｅｘＭｙＯｚ
を有し、
式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
（４） 実施態様１〜３のいずれかに記載の複合物において、
第２ナノ結晶材料を含み、
前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
前記第２ナノ結晶材料は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、およびこれらの混合物から選択されている、複合物。
（５） 実施態様３に記載の複合物において、
第２ナノ結晶材料を含み、
前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
前記第２ナノ結晶材料は、式：
ＣｅｘＭｙＯｚ、
を有し、
式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
（６） 実施態様１〜５のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物の材料は、非晶質シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化タングステン、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の層によって、少なくとも部分的に封入されている、複合物。
（７） 実施態様１〜６のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物のバルク凝集体サイズは、約０．２μｍ〜約３００μｍである、複合物。
（８） 実施態様１〜７のいずれかに記載の複合物において、
前記多孔質材料は、非晶質ヒュームド・シリカ、非晶質沈降シリカ、天然起源のシリカ、およびこれらの組み合わせから選択されている、複合物。
（９） 実施態様１〜８のいずれかに記載の複合物において、
ナノ結晶材料の量は、前記複合物の質量の６２．５ｗｔ％を超えない、複合物。
（１０） 実施態様１〜９のいずれかに記載の複合物において、
ナノ結晶材料の量は、前記複合物の質量の約５〜約３５ｗｔ％である、複合物。
（１１） 実施態様１〜１０のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物は、その不希釈の粉末形態において、２００〜３７５ｎｍの波長を有する入射光の約５０〜約１００％を吸収する、複合物。
（１２） ナノ結晶材料と、非晶質の多孔質材料と、を含むＵＶ吸収剤複合物において、
前記ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、
前記ナノ結晶材料は、その最も長い軸上においてサイズが２ｎｍ〜約１００ｎｍの結晶性ドメイン範囲を有し、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である、ＵＶ吸収剤複合物。
（１３） 実施態様１２に記載の複合物において、
前記ナノ結晶材料は、酸化セリウムを含む、複合物。
（１４） 実施態様１２または１３に記載の複合物において、
前記ナノ結晶材料は、式：
ＣｅｘＭｙＯｚ、
を含み、
式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
（１５） 実施態様１２〜１４のいずれかに記載の複合物において、
第２ナノ結晶材料を含み、
前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
前記第２ナノ結晶材料は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、ＳｒＴｉＯ３、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、およびこれらの混合物から選択されている、複合物。
（１６） 実施態様１２〜１５のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物の材料は、非晶質シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化タングステン、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の層によって、少なくとも部分的に封入されている、複合物。
（１７） 実施態様１２〜１６のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物のバルク凝集体サイズは、約０．２μｍ〜約３００μｍである、複合物。
（１８） 実施態様１２〜１７のいずれかに記載の複合物において、
前記多孔質材料は、非晶質ヒュームド・シリカ、非晶質沈降シリカ、天然起源のシリカ、およびこれらの組み合わせから選択されている、複合物。
（１９） 実施態様１２〜１８のいずれかに記載の複合物において、
多孔質材料に対するナノ結晶材料の比率は、約５〜約３５ｗｔ％である、複合物。
（２０） 実施態様１〜１９のいずれかに記載の複合物において、
前記複合物は、プラスチック、塗料、インク、化粧品、エラストマー、ゴム、包装紙もしくは包装用プラスチック、木材塗装もしくは木材着色剤に添加されるか、あるいは、金属製品、有機製品、ポリマー製品、もしくは天然産物の存在下で、またはこれらの保護のために、利用される、複合物。
実施例１の複合物の透過型電子顕微鏡画像である。 実施例４の複合物の透過型電子顕微鏡画像である。 実施例１の複合物の透過型電子顕微鏡画像である。 実施例９の複合物の透過型電子顕微鏡画像である。 実施例１５のＵＶ‐Ｖｉｓ透過スペクトルである。 実施例１、２、３のＵＶ‐Ｖｉｓ拡散反射スペクトルである。 実施例１、４、５、６、７、８のＵＶ‐Ｖｉｓ拡散反射スペクトルである。 実施例１、９、１０、１１、１２、１３のＵＶ‐Ｖｉｓ拡散反射スペクトルである。 実施例１６に記載するようなポリスチレン樹脂中に分散した実施例１および３のＵＶ‐Ｖｉｓ透過スペクトルである。 実施例１６に記載するようなポリスチレン樹脂中に分散した実施例１、４、５、６、７、８のＵＶ‐Ｖｉｓ透過スペクトルである。 実施例１６に記載するようなポリスチレン樹脂中に分散した実施例１、９、１０、１１、１２、１３のＵＶ‐Ｖｉｓ透過スペクトルである。 実施例１７に記載するようなポリカーボネート（ＰＣ）樹脂中に分散し、プラスチックチップへと成型された、実施例１、４、５、６、７、８の写真である。 実施例１６に記載するようなポリスチレン（ＰＳ）樹脂中に分散し、プラスチックチップへと成型された、実施例１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３の写真である。

Claims (20)

  1. ナノ結晶材料と非晶質の多孔質材料とを含むＵＶ吸収剤複合物において、
    前記ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
    前記ナノ結晶材料は、酸化セリウム材料を含む、ＵＶ吸収剤複合物。
  2. 請求項１に記載の複合物において、
    前記ナノ結晶材料は、その最も長い軸上においてサイズが約２ｎｍ〜約１００ｎｍの結晶性ドメイン範囲を有し、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である、複合物。
  3. 請求項１または２に記載の複合物において、
    前記酸化セリウム材料は、式：
    ＣｅｘＭｙＯｚ
    を有し、
    式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
    金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合物において、
    第２ナノ結晶材料を含み、
    前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
    前記第２ナノ結晶材料は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、およびこれらの混合物から選択されている、複合物。
  5. 請求項３に記載の複合物において、
    第２ナノ結晶材料を含み、
    前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
    前記第２ナノ結晶材料は、式：
    ＣｅｘＭｙＯｚ、
    を有し、
    式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
    金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物の材料は、非晶質シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化タングステン、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の層によって、少なくとも部分的に封入されている、複合物。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物のバルク凝集体サイズは、約０．２μｍ〜約３００μｍである、複合物。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記多孔質材料は、非晶質ヒュームド・シリカ、非晶質沈降シリカ、天然起源のシリカ、およびこれらの組み合わせから選択されている、複合物。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合物において、
    ナノ結晶材料の量は、前記複合物の質量の６２．５ｗｔ％を超えない、複合物。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合物において、
    ナノ結晶材料の量は、前記複合物の質量の約５〜約３５ｗｔ％である、複合物。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物は、その不希釈の粉末形態において、２００〜３７５ｎｍの波長を有する入射光の約５０〜約１００％を吸収する、複合物。
  12. ナノ結晶材料と、非晶質の多孔質材料と、を含むＵＶ吸収剤複合物において、
    前記ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、
    前記ナノ結晶材料は、その最も長い軸上においてサイズが２ｎｍ〜約１００ｎｍの結晶性ドメイン範囲を有し、結晶のアスペクト比は、約１〜約１．５である、ＵＶ吸収剤複合物。
  13. 請求項１２に記載の複合物において、
    前記ナノ結晶材料は、酸化セリウムを含む、複合物。
  14. 請求項１２または１３に記載の複合物において、
    前記ナノ結晶材料は、式：
    ＣｅｘＭｙＯｚ、
    を含み、
    式中、０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ２．０≦ｚ≦７であり、
    金属Ｍは、Ｈｆ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ４＋、Ｐｒ３＋、Ｐｒ４＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ２＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋、Ｔｂ４＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ２＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ２＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｖ５＋、Ｂｉ３＋、Ｂｉ５＋、Ｍｏ４＋、Ｍｏ６＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｓｉ４＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｚｒ４＋、Ｌａ３＋、Ｓｂ５＋、Ｎｂ５＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｃｒ３＋、Ｓｎ４＋、Ｙ３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｕ３＋、またはこれらの混合物から選択されている、複合物。
  15. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の複合物において、
    第２ナノ結晶材料を含み、
    前記第２ナノ結晶材料は、前記多孔質材料の孔内にあり、切り離されており、
    前記第２ナノ結晶材料は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、ＳｒＴｉＯ３、（Ｃｏ，Ｚｎ）２ＳｉＯ４、およびこれらの混合物から選択されている、複合物。
  16. 請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物の材料は、非晶質シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化タングステン、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の層によって、少なくとも部分的に封入されている、複合物。
  17. 請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物のバルク凝集体サイズは、約０．２μｍ〜約３００μｍである、複合物。
  18. 請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記多孔質材料は、非晶質ヒュームド・シリカ、非晶質沈降シリカ、天然起源のシリカ、およびこれらの組み合わせから選択されている、複合物。
  19. 請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の複合物において、
    多孔質材料に対するナノ結晶材料の比率は、約５〜約３５ｗｔ％である、複合物。
  20. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の複合物において、
    前記複合物は、プラスチック、塗料、インク、化粧品、エラストマー、ゴム、包装紙もしくは包装用プラスチック、木材塗装もしくは木材着色剤に添加されるか、あるいは、金属製品、有機製品、ポリマー製品、もしくは天然産物の存在下で、またはこれらの保護のために、利用される、複合物。
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