夏天到了，面對毒辣的陽光，如果想避免紫外線對皮膚造成的傷害，除了物理防御（如傘、帽）外，防曬霜也是必不可少的。關于鑒別是不是買了一瓶假的防曬霜，之前也在相關粉體知識的文章中科普過，而今天要討論的主題是：防曬霜里的功能粉體，是不是都是納米級的才最好？

物理防曬劑的初步認識

首先要了解一下，防曬霜的防曬方式主要可分成兩類，一是物理防曬，二是化學防曬。前者是靠利用物理學原理，依靠物理防曬劑的反射作用屏蔽紫外線；后者則是利用吸收紫外線的原理來防曬，這里主要討論的是前者。

目前投入應用的物理防曬劑中，最重要的就是TiO₂（二氧化鈦）和ZnO（氧化鋅）。它們涂抹在臉上后不會被皮膚吸收，而是在皮膚表面形成防護墻將紫外線反射走，因此一直被認為對皮膚幾乎無害。其中，TiO₂是UVB波段防曬劑，并不能阻止UVA對皮膚造成的傷害；而ZnO是全波段防曬劑，既防UVA又防UVB。

某品牌防曬霜成分節選（來源：CosDNA）

看上去物理防曬霜似乎很完美，實則不然。由于TiO₂和ZnO兩者都可以反射可見光，因此若涂太多，或配方中TiO₂和ZnO的添加量太大，涂上后就很容易泛白，導致臉與其他位置存在色差（可以腦補一下用白色油漆刷墻的感覺）。目前解決泛白問題的主流方法，就是減小這些物理防曬劑的顆粒粒度——只要顆粒夠小，小到可以讓可見光通過，就可以達到透明的視覺效果。

左邊就是用了防曬霜后泛白的效果

不過物理防曬劑的抗抗紫外能力往往與粒度密切相關，當其粒徑等于或小于光波波長的一半時，對光的反射、散射量最大，屏蔽效果最好。查閱資料可知，UVA的波長較長，介于320-420nm，而UVB波長較短，介于290-320nm；TiO₂小于100nm就幾乎是透明的，而ZnO則是200nm以下。綜合考慮下，這是不是意味著對TiO₂/ZnO來說，粒徑在100 nm/200nm左右就是最好的呢？

物理防曬劑的最佳粒度

其實在體系中，金屬氧化物并不會以初級顆粒即單體或它們被生產出時的粒徑存在，而是以聚集體和附聚物的群簇方式存在。在不使用非常高能量的球磨技術的情況下，是無法還原為單體的。

由于單體的粒徑與其聚集體的尺寸相關，因此其單體的粒徑通常決定紫外線吸收以及皮膚增白的性能。某產品研究表明：

①具有最佳UVB吸收并兼具最小皮膚增白效果的TiO₂初級顆粒粒徑為10-15 nm或尺寸在110-130 nm范圍內的聚集體；

②對UVA有最佳吸收效果的顆粒，其初級粒徑應為35-60 nm或聚集體為150-180 nm的顆粒；

③對于ZnO，為了達到具有最大UVA吸收的效果，可使用粒徑為20-60 nm的初級顆?；?60-200 nm的聚集體。

二氧化鈦顆粒

“納米”帶來的隱患

納米級物理防曬雖然優化了使用體驗，但同時也產生了一些安全問題，那就是納米顆粒本身對皮膚的傷害。

2017年，歐盟委員會正式通過歐洲化學品管理局（ECHA）將二氧化鈦（TiO2、鈦白粉）列入懷疑通過吸入可能引起癌癥的物質分類的建議。出于對該方面安全隱患的考慮，去年法國就有相關協會向政府提出，應在包括牙膏、藥品等所有入口產品全面禁用二氧化鈦。至于用于皮膚上的風險，目前一些動物實驗表明，雖然絕大多數TiO₂顆粒只能達到角質層，但也有少量納米級TiO₂可以滲透進真皮層，甚至可以到達動物體內其他器官。

二氧化鈦被認為是可能引起癌癥的物質

另外，納米級顆粒的化學反應性也是一個大隱患，尤其是TiO₂。它在經紫外線照射時，會產生高反應活性的自由基，并與配方中的成分產生反應，導致產品變色以及產生異味，因此需要對微粉化的金屬氧化物需要進行粉體包覆技術處理以降低其風險。同時，包覆還提高了金屬氧化物在乳液的水相或油相中的分散性，還可以改善其抗水性（如使用疏水材料包裹）。

資料顯示，ZnO的最佳包覆材料是二氧化硅和三乙氧基辛基硅烷，對TiO₂進行包裹的則為二氧化硅、氧化鋁，其中聚二甲基硅氧烷可用可不用。不過，目前市售的很多ZnO制劑都是未經包裹處理的。

總結

顯然，物理防曬劑的粒度確實是很關鍵的一個質量指標，但想要更高效、安全地應用其防曬性，還有更多的因素需要進行考慮，如晶型、表面包覆改性工藝等。尤其是在降低其可能帶來的安全隱患方面，還需要做更多的工作。

資料來源：

《科普 | 納米級防曬霜真的安全嗎？》by柴知道

《配制優異的物理防曬產品》By George Deckner

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