Abstract Protecting human skin against harmful UV radiation from the sun is an acute problem nowadays. Due to decreased thickness of the ozone layer, more UV light reaches the ground surface. This is one of the reasons of increased frequency of skin diseases. Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles are embedded with sunscreens into the skin to attenuate UV radiation through absorption and scattering. The effectiveness of the interaction between particles and UV light depends on nanoparticle sizes. The aim of the study is to predict how the optical properties of the superficial layer of the human skin (stratum corneum) can be modified by means of nanoparticles, assuming that these particles are spheres and do not aggregate (this is achieved by application of some modern treatment techniques). In-depth distribution of TiO2 particles embedded into the skin after multiple applications of sunscreens was determined experimentally using the tape-stripping technique. A computer code implementing the Monte Carlo method was developed to simulate photon migration within the 20-μm thick horny layer partially filled with nano-sized TiO2 spheres, 35–200 nm in diameter. Dependencies of UV radiation of two wavelengths (310 and 400 nm) absorbed by and totally reflected from, as well as transmitted through the horny layer on the size of TiO2 particles were obtained and analyzed. Silicon nanoparticles of the same diameters were considered for comparison. The most attenuating particles were found for both cases. The harmful side-effect of UV light absorption by TiO2 particles is the generation of free radicals. Study of this phenomenon, using an electron paramagnetic resonance technique, was also carried out in this thesis. Comparison of the strength of the effect was done for two particle sizes administered onto either glass slides or porcine ear skin.

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L'une des étapes du procédé de conversion de l'UF₆ gazeux en UO₂ solide par voie sèche est la formation de poudre d'UO₂F₂ dans un jet coaxial triple UF₆/N₂/H₂O. Les caractéristiques de la poudre obtenue ont ensuite une influence sur les propriétés des pastilles d'UO₂ utilisées en réacteur nucléaire, d'où l'intérêt d'une bonne maîtrise de cette étape du procédé. L'étude présentée a pour but d'évaluer expérimentalement et de modéliser l'effet de divers paramètres sur les particules formées dans un jet coaxial turbulent suite à une réaction. On s'est notamment intéressé à l'influence sur les distributions granulométriques des vitesses absolues et relatives des gaz constituant le jet. Deux types d'études expérimentales ont été réalisés. Le développement des couches de mélange dans la région initiale du jet a d'abord été évalué à l'aide de mesures de température. des mesures de distributions granulométriques par turbidimétrie ont ensuite permis d'étudier les particules formées lors de l'hydrolyse de chlorures métalliques gazeux (SnCl₄, TiCl₄) dans un jet coaxial double ou triple. Une modélisation des phénomènes de mélange et de précipitation a été proposée. Elle prend notamment en compte le développement des couches de mélange, le mésomélange, le micromélange et la croissance des particules par agglomération. L'influence des paramètres opératoires, et en particulier des vitesses, apparaît différente pour les jets TICl₄/H₂O ET SnCl₄/H₂O. Une comparaison des résultats théoriques et expérimentaux semble indiquer que les particules formées par hydrolyse de TiCl₄ croissent essentiellement par agglomération alors qu'un autre phénomène de croissance parait impliqué pour les particules issues de l'hydrolyse de SnCl₄.