化学与防晒
摘要：近年来经济与科技迅速发展，人们对美好生活的需求正在逐步提高。越来越多人了解到紫外线过量照射对人体皮肤的伤害，因此防晒变得尤为重要。虽然防晒化妆品已经成为了大众化妆品，但是很多人对防晒的具体概念还是模糊不清的。因此我们要充分了解防晒化妆品的知识，才能更好的做好防晒措施，避免进入防晒误区。
关键词：紫外线、防晒霜、机理、防晒剂、注意事项
正文：
随着环境的污染和大气臭氧层的破坏，人们加强了太阳对人体辐射的防护措施。防晒的关键在于对紫外线的防护，一般通过防晒化妆品达到防晒目的。我们可以通过降低紫外线对人体的伤害，防止晒黑、延缓衰老、降低皮肤癌的风险等，所以防晒类化妆品的开发和使用尤为重要。本文通过对紫外线的危害、常用防晒霜的种类、防晒剂的主要成分和作用机理、防晒剂的类型以及注意事项的介绍，全面探究防晒化妆品中的化学奥秘。
一、为什么要防晒？
常言道“万物生长靠太阳”，太阳是地球上重要的能量来源，它普照大地，使我们赖以生存的地球生机勃勃、万物繁盛。但我们都知道太阳光中有紫外线，过量照射紫外线会对我们的皮肤造成伤害，尤其是真皮层。而紫外线按波长不同可分为三类［1］：短波紫外线（UVC）、中波紫外线（UVB）、长波紫外线（UVA）。
1、短波紫外线（UVC）：是波长100-280nm的紫外线。UVC对生物危害最大，但很容易在臭氧层被吸收。
2、中波紫外线（UVB）：是波长280-320nm的紫外线。其对人体皮肤有一定的生理作用。多作用于表皮，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，可出现红肿、水泡等症状，长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化。所以UVB是应重点预防的紫外线波段。
3、长波紫外线（UVA）：是波长320-400nm的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。因而UVA也被称为“晒黑段”。
由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线UVB的照射。而防止UVA则是为了避免皮肤被晒黑。
二、常用防晒霜的种类及其主要成分
防止皮肤受到紫外线的伤害，人们发明了防晒霜。常用的防晒霜可分为两大类：物理防晒霜、化学防晒霜。
1、物理防晒霜：也称矿物防晒霜，其中含有矿物质成分，如二氧化钛或氧化锌等成分，采用物理遮盖的方式偏转有害的太阳紫外线来保护皮肤。但其只能阻挡UVB，对UVA无作用。
2、化学防晒霜：含有有机化合物，如甲氧基肉桂酸辛酯［2］、水杨酸辛酯和阿伏苯宗等。它需要先进入肌肤内部与细胞结合后，中和进入皮肤的氧自由基，对UVB和UVA均有作用。因为必须进入皮肤，所以化学防晒成分中有一些会引起过敏。另外，化学防晒霜一旦涂敷于皮肤可以非常迅速地起作用，并且可以起到很长一段时间的防晒效果。
为测评不同种类防晒化妆品的防晒效能，国际上通用的主要指标是防晒系数SPF值［3］。它的定义是指在有防晒剂防护的皮肤上产生最小红斑所需要的能量与原来未加防护的皮肤上产生相同程度红斑所需能量之比。一般来说，最低等防晒品的SPF值为2-6，中等防晒品的SPF值为6-8，高等防晒品的SPF值为8-12，高强防晒品的SPF值为12-20，超高强防晒品的SPF值为20-30。但需要注意的是，防晒化妆品的SPF值并非越高越好，因为SPF值越高，所使用的化学性防晒剂也会相应增多，引起皮肤刺激的可能性也就越大。不同的人皮肤状况不同，适用的防晒化妆品也就不同，所以我们需要对自己的皮肤有足够的认识，选择适合自己的防晒化妆品。
三、防晒剂的作用机理
那么，防晒霜为何能够起到防晒的作用？
目前，在国际上使用的防晒剂按机理大体可分为四种类型［4］：紫外线吸收剂和紫外线散射剂、天然防晒剂以及新型防晒剂。
1、紫外线吸收剂
其作用的机理是基于分子内氢键。防晒分子吸收能量跃迁到较高能级，并把多余的能量释放到空气中，分子共轭体系越大，吸收紫外线能力越强。如二苯甲酮分子类化合物内部形成环，吸收紫外线后氢键断开，分子处于不稳定的高能态，它会自动恢复到低能稳定态，释放能量。常见的紫外线吸收剂还有二苯甲酰甲烷类，肉桂酸酯类。
2、紫外线散射剂：
其作用的机理是反射和散射紫外线。它通过对紫外线的反射和散射对皮肤起保护作用。常见的紫外线散射剂主要为无机粒子，典型代表为二氧化钛、氧化锌粒子。二氧化钛和氧化锌的紫外线屏蔽机理可用固体能带理论解释，由于它们均属于宽禁带半导体，金红石型二氧化钛的禁带宽度为310eV，氧化锌的禁带宽度为312eV，分别对应吸收413nm和388nm的紫外光。当其受到高能紫外线照射时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生空穴-电子对，所以他们具有吸紫外线的功能，另外他们还有很强的散射紫外线能力。当紫外线照射到纳米氧化钛和氧化锌粒子时，由于它们的粒径小于紫外线的波长，二氧化钛和氧化锌粒子中的电子被迫振动，成为二次波源，向各个方向发射电磁波，从而达到散射紫外光的作用。
3、天然防晒剂：
一些天然植物中也含有紫外线吸收剂，如海藻、甲壳素、黄瓜、芦荟等，能够吸收人体内多余的自由基。一些中草药如黄连、红药等不仅可以防晒，还可以美白、护肤、治疗皮肤疾病。
4、新型防晒剂［5］：
随着高科技的发展，人们将二氧化钛和氧化锌制成纳米级的超细粉体，添加到防晒化妆品中。这类制品透明度好，具有良好的化学惰性并对紫外线具有很好的散射作用，但这些无机的粒子如何达到对皮肤有良好的亲和力，并能在更宽范围内屏蔽紫外线的照射已经成为人们研究的方向。另外，科学家们利用生物技术模仿皮肤的防晒机理，合成出与人体自身结构相仿、具有高亲和力的物质。这类防晒剂生物学效果好，能有效减轻由过量紫外线照射引起的红斑、角质化、烧灼等症状。仿生防晒剂取自自然，对皮肤的相容性好，并且无刺激、过敏等副作用，因此必将成为人们研究的重要方向。
四、使用防晒用品的注意事项
紫外线无处不在，即使是阴天，防晒也必不可少。但是防晒化妆品曾有过不少致病传闻，如何安全使用防晒化妆品也是我们必须要了解的［6］。
1、注重物理防晒。随身携带防紫外线伞、帽子、太阳镜，穿着棉麻制长袖衣服，最大程度利用外物来进行物理防晒.
2、防晒品前先隔离。在涂抹防晒霜前应先涂一层保湿霜，尽量不要让防晒品直接与皮肤接触，这样既可以给皮肤补充一些水分，也能在一定程度上减少对皮肤的刺激。
3、尽早卸除防晒品。进入室内环境或者太阳下山后，可以洗干净皮肤上的防晒品，如果能用专用的防晒霜卸妆产品会更好。
4、多吃天然防晒食物。番茄、黄瓜、猕猴桃等能在人体内转化为防晒物质，而且比防晒化妆品更耐用、更健康。其中番茄是最好的防晒食物，因为它富含抗氧化剂番茄红素，每天摄入16毫克番茄红素可将晒伤的危险系数下降40%，并且熟吃比生吃效果更好。
5、在购买防晒化妆品时应首选大企业、大品牌、有信誉、口碑好的防晒化妆品，并且经正规销售渠道来购买。
五、总结和展望
习总书记提出“绿水青山就是金山银山”，我们正在逐步消除工业发展对环境造成的破坏，同时也不忘革新工业技术，不断满足人们日益增长的美好生活需要，提高人们的获得感与满足感。
随着人们对紫外线危害与益处的辩证认识不断加深，从防晒新技术［7］、新原料的发展来看，多项极具前途的研究正在世界范围内展开，它们是：
1、超细无机微粒散射及吸收紫外线的效率及其应用的研究。
2、氨基酸类UVA吸收剂及富含氨基酸和高浓度酪氨酸的海洋生物用于防晒化妆品的防晒研究
3、具有良好防晒性能的黑色素（包括天然、生物体及人工合成）用于防晒产品的研究［8］。
紫外线吸收剂在防晒化妆品中的应用必将得到进一步的拓展，新型光稳定的、低透皮性的和全波段高吸收的紫外线吸收剂必将带来配方技术上的革新和进步。我们用紫外光能量测定仪测定了不同环境下紫外线到达地面时能量的变化，发现即使在多云或阴天的时候仍有较强能量的紫外线到达地面，春天到达地面的紫外线的能量并不比夏天低很多。因此防晒不仅仅只在炎热的夏天，也不仅仅时皮肤需要防晒，防晒将是围绕现代化妆品产业与市场发展的一个长远话题。
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