纳米技术又名毫微技术,是对结构尺寸在1~100 nm范围内材料的性质和应用进行研究的一种技术。
对于化妆品科学来说,纳米粒子的优势主要在于其比传统的粒子更小,因此能够更容易被皮肤吸收进入目标皮层,从而更好地发挥诉求功效;此外,对于某些难以分散溶解的活性成分来说,减小尺寸也是增加其可溶解/分散能力,提高生物活性与增强产品美感的有效手段。
迄今为止,纳米技术已被证明可以通过多种不同方式改善化妆品的性能:
①提高活性成分的包封率和皮肤渗透率(纳米乳液);
②控制活性物释放(纳米载体);
③提供更好的紫外线防护(纳米防晒剂)。
主要是纳米二氧化钛和纳米氧化锌。
纳米二氧化钛既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,还能透过可见光,是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。
①纳米二氧化钛的粒径远小于可见光的波长,因此对可见光的散射能力较弱(因此具有高透明度),但对紫外线有强散射和吸收作用;随着粒径的减小,对长波区紫外线(UVA)的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线(UVB)的吸收性明显增强;
②纳米二氧化钛具有高的折射率,这使得它能够有效地反射和散射紫外线,从而起到防晒的作用;
③纳米二氧化钛的表面通常带有电荷,这使得它能够与皮肤表面的油脂和水分相互作用,提高防晒产品的附着力和持久性。
纳米氧化锌(ZnO)是一种无机纳米材料,无味、无毒,对皮肤无刺激,具有粒径小、比表面积大、光学性能优异等特点。纳米氧化锌能够反射、散射及部分吸收紫外线,对中波紫外线(UVB)和长波紫外线(UVA)均有屏蔽作用,是一种性能优良的广谱防晒剂,具有良好的防晒效果,与普通氧化锌相比,纳米氧化锌的涂抹后粘稠感较弱,体感舒服,易涂抹,并具有吸附人体皮肤油脂的作用,因此,在化妆品领域得到了广泛应用。
纳米乳液粒径尺寸为20~500 nm,是热力学不稳定体系,但具有动力学稳定性(由于纳米乳液尺寸很小,可以在长时间内保持动力学稳定性,能够在数月甚至数年内不发生明显的絮凝和聚结);
相比于传统乳液,纳米乳液主要有以下优势:
①高比表面积:纳米尺寸的液滴提供了更大的表面积,有利于活性成分的分散和吸收(是促进活性成分在皮肤上渗透和运输的最佳载体);
②稳定性:通过选择合适的表面活性剂和制备工艺,纳米乳液可以具有很好的物理稳定性,无絮凝、聚集、分层等现象发生;
③透明性和流动性:纳米乳液通常具有良好的透明性和流动性。
图1 脂质体结构与类型 注:LUV、SUV、MLV:分别为大单室、小单室和多室脂质体
4、纳米纤维
目前静电纺丝技术在化妆品领域的应用主要是集中在面膜产品,包括眼贴。局部贴等。原材料主要是胶原蛋白、多肽、壳聚糖、玻尿酸等,然后在高压电流的作用下成纳米纤维,再铺膜成型。技术机理看起来是比较简单的,但是实际操作过程中,影响因素还是比较多的,主要分为2类,溶液相关的因素(溶液浓度、黏度、分子质量、表面张力)和装置相关的因素(溶液的流速、电场强度)。
目前市面上已有多款使用了静电纺丝技术,具有不同功效的缓释型纳米纤维面膜(遇水后会逐步释放功效成分,达到被脸部皮肤吸收的目的)、速溶型纳米纤维面膜(遇水可以瞬间溶解),以及不同功效的护肤贴。
参考资料:
[1]罗绍强,唐青涛,吴志韻.纳米透皮技术在化妆品中的应用[J].日用化学品科学,2011,34(09):22-26.
[2]韩冰玉,雷铁池.纳米技术在皮肤科中的研究进展[J].中国医药导报,2021,18(12):41-44+52.
[3]杨彦.纳米技术在化妆品中的应用研究进展[J].广东化工,2014,41(17):90-91.