干凈的空氣、清潔的淡水、肥沃而沒有受到污染的土壤都是人類生存的基本要素,陽(yáng)光對(duì)我們來(lái)說(shuō)更是必不可少。溫暖的陽(yáng)光灑向大地,灑向人類,人類體內(nèi)的維生素D不斷合成,新陳代謝加快,煩郁的心情隨之煙消云散。但陽(yáng)光并不是人畜無(wú)害的“小可愛”,它也會(huì)對(duì)我們的皮膚造成急性或慢性損傷。其中涉及的波段主要是UVB(290~320納米)和UVA(320~400納米),UVA又分為長(zhǎng)波UVA1(340~400納米)和短波UVA2(320~340納米)。UVB會(huì)導(dǎo)致皮膚急性損傷(如曬斑)、慢性損傷(如皮膚腫瘤),能直接損傷DNA(脫氧核糖核酸)和蛋白質(zhì);UVA雖然不被生物靶分子直接吸收,但仍然能顯著損傷細(xì)胞及組織功能。阻礙紫外線穿透皮膚是防護(hù)紫外線的第一道措施,有效的防曬劑是防止一系列光損傷的前提。所以無(wú)論膚質(zhì)多好,日常出門再少,都要重視防曬。
有了要防曬的決心,也要了解防曬劑的種類,找到最優(yōu)選擇,更高效地進(jìn)行防曬。現(xiàn)有的防曬劑主要分為無(wú)機(jī)防曬劑和有機(jī)防曬劑,二者的防曬原理有所不同。
無(wú)機(jī)防曬劑具有廣譜的防護(hù)效果及光穩(wěn)定性,通過(guò)其微粒反射、散射及吸收紫外線,避免紫外線穿透皮膚造成關(guān)鍵物質(zhì),如DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等的損傷。
有機(jī)防曬劑主要是一些具有芳香族共軛體系的有機(jī)化合物,能吸收紫外線波段的光,并將吸收的能量轉(zhuǎn)換為紅外線能量(熱能),從而起到防曬作用。有機(jī)防曬物的結(jié)構(gòu)不同,吸收紫外線的波段和能力就不同。一般來(lái)說(shuō),含有越多共軛雙鍵的有機(jī)防曬物,吸收的紫外線波長(zhǎng)越長(zhǎng)。
在將紫外線中的能量轉(zhuǎn)化為熱形式、光形式的能量時(shí),防曬劑還可能發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng),這一過(guò)程是防曬劑降解形式之一。因此,有機(jī)防曬劑的光穩(wěn)定性至關(guān)重要,分子結(jié)構(gòu)變化可逆才能起到長(zhǎng)時(shí)間的防曬效果。
正所謂“尺有所短,寸有所長(zhǎng)”,無(wú)機(jī)防曬劑和有機(jī)防曬劑各有所長(zhǎng),各有短板。無(wú)機(jī)防曬劑單獨(dú)應(yīng)用時(shí)需要涂抹得較為稠厚,這樣才能起到防曬作用,而且散射可見光會(huì)導(dǎo)致泛白現(xiàn)象。這樣的白并不是膚若凝脂的白,而是像鉛粉涂抹出的慘白,非常影響美觀。若想減輕泛白的現(xiàn)象,就需要將粒子直徑縮減至微細(xì)或超細(xì)形式,但它所能防護(hù)的紫外線波長(zhǎng)將縮短,失去防護(hù)UVA1的能力,同時(shí)反射或散射紫外線的能力將轉(zhuǎn)變成吸收紫外線的能力。
相對(duì)無(wú)機(jī)防曬劑,有機(jī)防曬劑是有機(jī)化合物,對(duì)皮膚有一定的刺激性,引起皮膚過(guò)敏的概率更大。有些有機(jī)防曬劑在紫外線輻射下會(huì)發(fā)生分解,自身或分解產(chǎn)物可能具有一定的致癌作用,還對(duì)水體等有一定危害。防曬產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對(duì)比較難把握,由于防曬劑本身較難乳化,容易造成配方穩(wěn)定性欠佳,影響最終的防曬效果。如果配方中存在防曬劑復(fù)配不合理,相互影響,還會(huì)讓防曬效能降低。所以皮膚敏感的人群在選擇防曬劑時(shí)需要三思而后行,安全但不美觀的無(wú)機(jī)防曬劑和自然但風(fēng)險(xiǎn)高的有機(jī)防曬劑各有優(yōu)缺點(diǎn),需要結(jié)合自身做出最佳選擇。
有機(jī)防曬劑又分為二苯甲酮類、水楊酸酯類、樟腦衍生物類、對(duì)氨基苯甲酸酯類、甲烷衍生物和肉桂酸酯類等產(chǎn)品。提及肉桂酸酯,大家可能覺得陌生,但將肉桂單拎出來(lái),想必大家一定有所了解。沒錯(cuò),肉桂是我們生活中的一種調(diào)味品。
關(guān)于肉桂,《本草綱目》中記載:“味辛溫,主百病,養(yǎng)精神,和顏色,利關(guān)節(jié),補(bǔ)中益氣。為諸藥先聘通使,久服神通,輕身不老。面生光華,眉好常如童子。”通過(guò)《本草綱目》的介紹,我們可以推測(cè)出肉桂除了可以作為調(diào)味品使用,還具有美容養(yǎng)顏、抗衰老的功效。這是因?yàn)槿夤鸬某煞种蝗夤鹚崮軌蛭詹ǘ卧?20~320納米的紫外線,抑制皮膚形成黑色絡(luò)氨酸酶。肉桂酸是1861年由奧地利化學(xué)家約瑟夫·勞施密特在肉桂皮中分離出的一種有機(jī)酸,因?yàn)閺娜夤鹬械玫?,大家?xí)慣稱之為肉桂酸。
那么,是什么樣的結(jié)構(gòu)決定了肉桂酸具有吸收紫外線的性質(zhì)?其實(shí),肉桂酸酯類結(jié)構(gòu)分子的紫外吸收原理是很簡(jiǎn)單的——在肉桂酸酯類分子結(jié)構(gòu)中,苯環(huán)和羰基能形成共軛堿,形成獨(dú)有的共軛結(jié)構(gòu),使其在紫外線區(qū)吸收率高。這種結(jié)構(gòu)除了具有紫外吸收特性,同時(shí)集易生物降解、對(duì)油性物質(zhì)溶解性好、環(huán)境相融性好、對(duì)皮膚無(wú)刺激、安全性好、與常用的化妝品成分相容性好等優(yōu)點(diǎn)于一身,所以自然成為化妝品防曬領(lǐng)域的“香餑餑”了。
講到這里,相信一些動(dòng)手能力強(qiáng)的朋友會(huì)想要DIY(自己動(dòng)手制作)防曬霜了,但要告誡大家的是肉桂酸雖好,卻不能直接將其添加進(jìn)化妝品中,否則不僅不能防曬,還會(huì)弄巧成拙,傷害到皮膚。防曬的重點(diǎn)是防長(zhǎng)波紫外線,而肉桂酸對(duì)紫外線的吸收波段在220~320納米,穿透能力強(qiáng)的長(zhǎng)波紫外線難以被吸收。因此,在化妝品里直接添加肉桂酸,防曬效果并不是很好。另外,肉桂酸中含有羧基,具有一定的酸性,會(huì)刺激皮膚和眼睛。
專業(yè)的事情要交給專業(yè)的人來(lái)做,涉及人身安全且工序復(fù)雜的防曬產(chǎn)品,更需要專業(yè)的操作。既然肉桂酸吸收的波長(zhǎng)不夠長(zhǎng),那就增加共軛鏈的長(zhǎng)度,使紫外吸收波長(zhǎng)增長(zhǎng);有酸性,那就將帶有酸性的羧基進(jìn)行酯化處理,去除酸性,同時(shí)還能增加共軛鏈的長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)化學(xué)家多次實(shí)驗(yàn),一種常見的防曬品——對(duì)甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯合成了。
對(duì)甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯是世界上最常用的防曬劑之一,可以吸收280~330納米波長(zhǎng)范圍的紫外線,且吸收率高,對(duì)皮膚無(wú)刺激,毒性極小,安全性好,并對(duì)油性原料的溶解性很好,幾乎稱得上一種理想的防曬劑。除對(duì)甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯外,還有對(duì)甲氧基肉桂酸異戊酯、對(duì)甲氧基肉桂酸-2-乙氧基乙酯、對(duì)甲氧基肉桂酸甲酯等,為我們?cè)诜罆竦牡缆飞辖ㄆ鹆艘坏缊?jiān)實(shí)的屏障。
我們常說(shuō)學(xué)無(wú)止境,科技工作者也不滿足于現(xiàn)有成果,不斷在防曬領(lǐng)域進(jìn)行新的探索,為防曬帶來(lái)更多可能性。肉桂酸酯或改性衍生產(chǎn)品在防曬領(lǐng)域的應(yīng)用研究與日俱增,例如某日化公司開發(fā)了一種新型水溶性紫外線吸收劑,這種吸收劑是由二甲基乙烯基醚無(wú)水馬來(lái)酸嵌段共聚物與甲基十二基胺反應(yīng)合成,用于阻擋UVB區(qū)域的紫外光線;我國(guó)一專家團(tuán)隊(duì)研究出一款容易吸附到頭發(fā)上并且無(wú)刺激性的發(fā)用防曬劑;另一專家團(tuán)隊(duì)從玉米麩皮中提取出半纖維素阿拉伯木聚糖,并進(jìn)行改性,再將肉桂?;B接到阿拉伯木聚糖的分子鏈上,得到一種新型肉桂酸酯類高分子材料的紫外線吸收劑,其結(jié)合了阿拉伯木聚糖和肉桂?;膬?yōu)良性能。
“綠樹陰濃夏日長(zhǎng),樓臺(tái)倒影入池塘?!毕娜彰谰翱偸橇钊诵鸟Y神往,但在踏上一場(chǎng)熱烈的夏日之行之前,一定不要忘了保護(hù)好自己的皮膚,給身體涂上隱形的保護(hù)傘。