即使你认为选择了化学专业就是进了坑,但在坑里也处处离不开化学。正值浪漫的冬季,你会选择给自己的恋人送什么礼物呢?显然,为了保持“天使面庞”,我们要承受住阳光的暴晒,防黑、美白的护肤品是佳选。本文作为“天使”专业第二篇,读过后你们不仅会享受甜蜜时光,你还能向另一半展示自己博学多才,做一个平平无奇送礼人。当然,如果是你还是单身,也要恭喜你,有用的知识又增加了呢!
每年年底大概是节日气息最浓的时候,饺子、圣诞老人、新年接踵而至。不管你住的城市下不下雪,白色应是冬天的主题色:与天使羽毛一样的颜色。落单的恋人最怕过节,选择一款防晒霜或美白精华作为新年礼物,当然是机智的选择。幸运的是,在坑底的化学家们早已掌握了让人类皮肤保持白皙的秘方,帮助恋人们顺利过节,是的,情人节也用得上。
为什么会晒黑?首先开门见山,在日晒强烈时人们选择防晒霜并不只是为了防止晒黑,而且不要认为冬季就不需要防晒。1999年《柳叶刀》的一篇论文通过系统的随机对照试验,证实了涂抹防晒霜可以有效阻止人类被紫外线灼伤,但是否可以预防皮肤癌尚不得而知。需要注意的是,晒黑并不等同于晒伤。所以如果面临暴晒,那么强烈建议涂抹防晒霜以预防潜在的皮肤晒伤。
太阳除了发出人们可见的红橙黄绿青蓝紫等可见光之外,同时还会发射波长更短的紫外线:波长越短,光子所携带的能量就会越高,照射到人体皮肤,就越容易破坏人体细胞——甚至细胞中的DNA。人们按照紫外线的波长将其细分为三种:UV-A,UV-B,UV-C,其中UV-C波长最短,能量最高;UV-A波长最长,能量较低。幸运的是,对人体伤害最大的UV-C会被平流层的臭氧层所阻隔,难以到达地面。
事实上,一部分UV-A并不会对人体皮肤造成明显伤害——只有波长小于330nm的UV-A和UV-B才会引发皮肤红疹。而波长大于330nm的、能量相对较低的这部分UV-A,不会引发皮肤红疹,却也可以被皮肤细胞微弱的吸收。这部分吸收的能量,可以激发位于皮肤基质底层的黑色素细胞合成黑色素体,催化人体必须的酪氨酸生成黑色素蛋白,并将之运输到外层的皮肤角质细胞。黑色素可以吸收紫外线,防止人体皮肤被进一步晒伤。
防晒霜原理如前所述,防晒霜最需要阻止的是波长315-280 nm的UV-A与UV-B到达人类皮肤。防晒霜品牌很多,但作用原理无外乎如图2所示的三种,可分为两大类:①化学吸收;②③纳米化无机物UV吸收与大颗粒无机物UV吸收。
美白如前所述,黑色素的形成与沉淀是皮肤变黑的关键所在。因此想要皮肤保持白皙首先要注意防晒。但如果已经有了较深的肤色呢,有没有可能变白呢?那些美白化妆品的广告真的那么有效吗?
当然。如图3所示,化学家与生物学家通过认识和理解黑色素的生成-转移-沉淀过程,已经掌握了多种阻止皮肤变黑的策略。而其中最被广泛应用的美白方案,是由于科学家们敏锐的认识到,黑色素的生成过程,是酪氨酸逐步被酪氨酸酶氧化的过程。
防晒霜与美白精华背后都有着有趣的化学知识。提前了解这些知识,在送出礼物的时候故作轻松的告诉TA这些神秘而精妙的化学机理,一定可以让你们的感情更进一步。
参考文献
[1] Green A, Williams G, Nèale R, et al. Daily sunscreen application and betacarotene supplementation in prevention of basal-cell and squamous-cell carcinomas of the skin: a randomised controlled trial[J]. The Lancet, 1999, 354(9180): 723-729.
[2] Setlow R B. The wavelengths in sunlight effective in producing skin cancer: a theoretical analysis[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1974, 71(9): 3363-3366.
[3] Palumbo A, d'Ischia M, Misuraca G, et al. Mechanism of inhibition of melanogenesis by hydroquinone[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects, 1991, 1073(1): 85-90.