化學(xué)與生物、材料、環(huán)境并稱四大天坑專業(yè)，化學(xué)專業(yè)真的那么坑嗎？生活中處處離不開化學(xué)，在化學(xué)家眼中，這似乎應(yīng)該是“天使專業(yè)”。本文就從護(hù)膚角度來看看，化學(xué)如何讓你如何擁有“天使面龐”。
撰文 | 李存璞（重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授）
每到志愿填報(bào)時(shí)，很多人會(huì)避開化學(xué)，因?yàn)椤盎瘜W(xué)”與“生物、材料、環(huán)境”等一起列為“四大天坑”專業(yè)。作為眾人眼中的天坑專業(yè)，化學(xué)專業(yè)學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)重、工作壓力大、收入水平低、未來發(fā)展差，這些特點(diǎn)使得有意向選擇“化學(xué)”專業(yè)的準(zhǔn)大學(xué)生們猶豫不決。
事實(shí)上，每當(dāng)有人詢問我專業(yè)選擇的意見時(shí)，我總會(huì)讓學(xué)生思考一個(gè)問題，“十年之后，你希望成為什么樣的人”，之后再讓學(xué)生從專業(yè)列表做出自己的選擇。那么十年之后，選擇化學(xué)的青年朋友們到底會(huì)擁有什么樣的未來呢？答案可能豐富多彩，但大多數(shù)人可能并不希望自己十年之后還是“單身狗”。學(xué)好化學(xué)，可以美容養(yǎng)顏，保持“天使面龐”；也可以幫男/女朋友美容養(yǎng)顏，成為TA的“護(hù)膚天使”。
圖1 十年之前
“天然綠色”、“不含任何化學(xué)物質(zhì)”是眾多護(hù)膚品的宣傳口號(hào)。然而，從價(jià)格親民的“*寶SOD蜜”到”LA *海*之謎”，其護(hù)膚功效都來自于其中的化學(xué)成分。皮膚作為人體面積最大的器官，光滑意味著其細(xì)胞間連接緊密；緊致而有彈性意味著其優(yōu)異的彈性組織支撐；外觀上的白里透紅則說明其有良好的微循環(huán)系統(tǒng)。而讓皮膚持久的保持這些有意的性質(zhì)，離不開化學(xué)家們的努力。
化學(xué)教你護(hù)膚從保濕開始
保持皮膚濕潤(rùn)是護(hù)膚的首要步驟。盡管大多數(shù)人會(huì)每天用清水清潔皮膚，但化學(xué)家更加關(guān)注如何將水分輸送到皮膚的細(xì)胞，而非讓水分僅僅停留于皮膚表面。事實(shí)上，不能成功到達(dá)皮膚細(xì)胞的水分子會(huì)不斷蒸發(fā)，從而帶走皮膚表面熱量，這可能會(huì)對(duì)皮膚造成損壞。為了將水分輸送到皮膚細(xì)胞，化學(xué)家們一則使用表面活性劑輸運(yùn)足夠的水分；二則合成、引入可以鎖定水分的分子；三則控制油/水的乳液成分與結(jié)構(gòu)，增加水分進(jìn)入細(xì)胞的能力，減少皮膚的水分流失，這樣三管齊下幫助皮膚保持持久年輕。
人體的皮膚會(huì)自己產(chǎn)生一些補(bǔ)水因子，或者Natural Moisturizing Factor (NMF)，來鎖住皮膚水分。其成分并不復(fù)雜，往往是一些氨基酸、糖類、尿素（是的你沒看錯(cuò)）等含有N、O等元素的物質(zhì)。護(hù)膚品廠家會(huì)在其生產(chǎn)的面膜、爽膚水等中添加類似的成分來增強(qiáng)皮膚保濕效果，比如甘油、膠原蛋白、透明質(zhì)酸（玻尿酸）等。很多人聲稱膠原蛋白敷在臉上只會(huì)作為細(xì)菌的培養(yǎng)皿傷害皮膚，但在化學(xué)家的角度，膠原蛋白與皮膚親和性優(yōu)秀，且含有大量的親水基團(tuán)，是可以作為保濕成分來使用的。而現(xiàn)在火熱的玻尿酸，本身具有足夠的羧基負(fù)離子，負(fù)離子互相排斥，可以在鏈段之間形成大量空隙用以鎖住水分，是非常高效的補(bǔ)水材料。
圖2 透明質(zhì)酸（玻尿酸）鎖定水分子
乳液的配方則是各大護(hù)膚品廠商的技術(shù)法寶。通過設(shè)計(jì)表面活性劑、改善乳化工藝，化學(xué)家們可以獲得不同的水-油乳液結(jié)構(gòu)。油脂包裹水分的結(jié)構(gòu)，其外側(cè)的油脂可以透過親油的細(xì)胞膜將水分輸送至皮膚細(xì)胞內(nèi)部，是皮膚補(bǔ)水的關(guān)鍵。但熱力學(xué)理論和日常生活常識(shí)告訴我們，油與水畢竟互不相容，分層是二者最終的歸宿。穩(wěn)定的水-油乳液結(jié)構(gòu)，并保證它在一定期限內(nèi)穩(wěn)定存在，需要精確設(shè)計(jì)表面活性劑、溶劑、添加劑等配方，同時(shí)優(yōu)化乳液制備工藝，這樣才可以使用戶感知到的所謂“吸收特別快”、“感覺馬上就水潤(rùn)了”。而這背后其實(shí)都來自于化學(xué)家和化學(xué)工程師們的努力。
圖3 乳液形成過程表面能大大增加，是非自發(fā)過程，化學(xué)家需要設(shè)法將其在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來
所以10年之后，也許馬上就讀化學(xué)專業(yè)的你可以開發(fā)出更加優(yōu)秀的乳液配方，或者更加持久的保濕因子，讓全世界護(hù)膚的人們都成為你的客戶，應(yīng)該不會(huì)發(fā)愁找不到對(duì)象了。
化學(xué)幫你度過歲月無情的變遷
衰老是人類無可避免的歸途。基因，細(xì)胞代謝，細(xì)胞復(fù)制等內(nèi)因，與光照，污染，電離輻射，化學(xué)品接觸等外因，兩者結(jié)合使得人們只能減緩皮膚的衰老，而無法徹底阻止。這與物理中的楞次定律或化學(xué)中的勒沙特列遠(yuǎn)離似乎有很大的相似性。許多科學(xué)家認(rèn)為皮膚衰老背后的本質(zhì)是自由基。人類的新陳代謝會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，這些自由基具有強(qiáng)氧化性，會(huì)破壞人類的皮膚，而狙擊自由基就成為化學(xué)家們研究抗衰來護(hù)膚產(chǎn)品的重要思路。
各大護(hù)膚品廠商均有自己的抗衰老絕活兒。比如*寶SOD蜜，其有效成分是超氧化歧化酶（Super Oxide Dismutase，SOD），可以清除過氧化物，淬滅過氧離子，降低局部O2濃度，從而延緩皮膚的衰老；雅**黛的小棕瓶使用麥角硫因；*蔻使用一種名為L(zhǎng)R2412的有機(jī)酸[1]；歐*和許多廠家使用的煙酰胺；紅*子所用的β-葡聚糖等抗氧化、抗衰老分子。這些分子的設(shè)計(jì)、篩選與功效提升都離不開化學(xué)家的貢獻(xiàn)。
事實(shí)上，服用或者使用維生素A、C、E等，也能減少皮膚氧化，利用的是它們與氧自由基或過氧化物的反應(yīng)然而化學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)，單純攝入維生素這些助劑的效果不如直接吃一顆大蘋果[2]：所以省錢又健康不香么？
圖4 單純使用維生素C的效果，遠(yuǎn)不如蘋果的抗氧化性來得好[2]
休止符
暫時(shí)我們可以知道，好好學(xué)習(xí)化學(xué)，可以幫助自己和身邊的人們讓皮膚保持水潤(rùn)、延緩皮膚衰老。而這僅僅是化學(xué)學(xué)科價(jià)值的一個(gè)小縮影，到底是“天坑專業(yè)”還是“天使專業(yè)”，畢竟將取決于社會(huì)需求，十年之后護(hù)膚品市場(chǎng)相較現(xiàn)在只會(huì)更加廣闊，更何況還有藥物、能源、材料等等領(lǐng)域都離不開化學(xué)。
圖5 再有一年就十年了
對(duì)了，下次將告訴各位防曬、美白背后的化學(xué)貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]. Tran C, Michelet J F, Simonetti L, et al. In vitro and in vivo studies with tetra‐hydro‐jasmonic acid (LR2412) reveal its potential to correct signs of skin ageing[J]. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2014, 28(4): 415-423.
[2]. Eberhardt M V, Lee C Y, Liu R H. Antioxidant activity of fresh apples[J]. Nature, 2000, 405(6789): 903-904
