两年前，有个行业大佬朋友，每年打工个人所得税都要交大几百万那种，为了理想下海创业做品牌。
团队组建几个月后，要招个研发开发产品，但他们都不懂技术，于是拉我去看一个大牌的研发，给点意见。
初创公司也没什么正式的面试流程，就是下班后在一起吃个便饭，边吃边谈。
聊天过程中，无论是谈到理想规划，职业选择还是之前的技术成果，都让人感觉到此人很NB的样子，而且还有强烈的创业意愿。
我也在一边问了几个与技术相关的问题，某些问题回答得不错。快吃完饭时，我又问了一句我在招初级配方师，也就是打样员时喜欢用的一个问题：“聊下阿伏加德罗常数是什么，有什么用?”
“阿伏加德罗常数？”这位配方师研发朋友没有反应过来。
“对，你算物质的量的时候，不需要用这个吗？或者也可以讲讲物质的量”，我解释道。
他想了一会，“….不好意思，好像没用上过，不太了解这个。”
于是，这个有留学背景的大牌配方师被我pass掉了。初创团队不容易，还是得找个更靠谱的人。
01
懂化学的意义
有人会问，为什么不懂阿伏加德罗常数，不懂物质的量的配方师，就不能用啊，是不是小题大做了？
因为这些是化学中最基础的概念，而化学是做配方开发最基础的基础。如果这都不懂，可以认为初中化学知识不及格，甚至难听一点，九年义务教育没完成好，无法胜任更深的开发工作。
就是初中知识啊，来回忆一下：
阿伏加德罗是一位意大利化学家，被认为长得最丑的化学家。它最早提出同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿伏加德罗定律。
为了纪念他，化学中有个阿伏加德罗常数，符号为NA。 一般计算时取6.02×10²³。伏加德罗常数与物质的量紧密相关，摩尔作为物质的量的国际单位制基本单位，被定义为所含的基本单元数为阿伏伽德罗常量（NA）。其中基本单元可以是任何一种物质（如分子、原子或离子）。
没有唤醒记忆也没有关系。我们来讲一个中英鸦片战争中的故事。
交战前，双方用的武器都已是火枪火炮。但双方所使用的黑火药的配方是不同的。
当时清朝的炮匠只能按照样品凭经验生产, 火药质量决定了火炮的质量。
抗英名将广东水师提督关天培在给朝廷的奏折中提及到其水师所使用的火药配方如下：其一，枪炮发射火药配方：硝80斤，硫1斤，炭10斤；其二是大小火箭所用的燃烧性火药配方。硝16两，硫1两、炭1.5两。算下来，这两种火药的硝、硫、炭的组配比率分别是80%：10％：10％和86.4％：5.4%：8.1％。这种配方的缺陷在于含硝量过高，易吸潮，且爆炸扩张力不足。
而此时英军使用的火药则是根据化学家歇夫列里在1825年经过多次实验后，提出的黑色火药的最佳化学反应方程式2KNO3+ S + 3C==K2S + N2↑+ 3CO2↑ 制造。在理 论上，硝、硫、炭的组配比率以74.84％：11.84％：11.32％为最佳火药配方，即这种火药生成的CO2和N2 的气体最多，放出的热量最大,上升的温度最高，杀伤的威力最强。于是在此配比基础上发展出了硝、硫、炭的比率为75%,10%,15%的枪用发射火药，以及组配比率为78%,8%,14%的炮用发射火药。
可以说，化学反应方程式的正确写出、基础理论的应用，是造出最佳的火药的核心。当时的英国，在科技上，显然已超过了清朝。
这个配比的核心意义，就是保证期待的化学反应能正确进行且最大化地反应完成。
实际中的计量是用重量，毕竟用称才好称东西。但真实的化学反应的微观世界里，则是这些化学的化学分子的数量，也就是需要那些特定的数量比。
微观上需要表示这些微粒（经如分子，原子等），要用计量，但微观的计量单位是很大的，所以引入阿伏加德罗常数，它定义了摩尔的概念，即1摩尔的任何物质中包含约6.022 × 10^23个粒子。同样的，有了阿伏伽德罗常数，我们可以将物质的质量（通常以克为单位）与其摩尔质量（以克/摩尔为单位）联系起来。
也就是说，通过阿伏加德罗常数，可以把化学的宏观质量，与微观计量（多少微粒）联系起来。这样能确定反应中的物质的摩尔比和量。这对于平衡化学反应、确定反应产物以及配制溶液等等非常重要。
比如在上面最佳的黑火药反应比，换算成物质的量摩尔比就是2:3:1。
并不是2克硝，3克碳，1克硫去反应。而是微观上1个分子的硝，3原子的碳，1原子的硫来进行反应，此时爆炸威力最大。
通过摩尔质量，就能将硝、碳、硫分别转化成实际的重量。
在化学上不考虑微观，不正是像古人那样摸瞎么？
02
化妆品中懂化学的意义
做化妆品配方考虑微观有什么用呢？
这么说吧，如果微观上不理解活性物的作用，可能连活性物能添加多少都搞不清楚。
有一些限用物质，国内是详细规定了法规限定最高添加量，如果是单一的成分还好说，但有时候会出现多种盐类成分的情况，我们以国外功效产品中经常添加的α-羟基酸为例：
原文有注释(5)：α-羟基酸是 α-碳位氢被羟基取代的羧酸，如酒石酸、乙醇酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、扁桃酸、α-羟基辛酸、α-羟基癸酸、葡糖酸、乳糖酸等。“盐类”系指其钠、钾、钙、 镁、铵和醇胺盐；“酯类”系指甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基和苯基酯等
可见，这里规定最高的添加量是6%（以酸计）。
6%是重量比，即100克料体中最高添加6克，也就是6%的重量添加限制，是以酸来计。
我们以乳酸为例，乳酸还有盐的形式乳酸钠，乳酸钾等等。这三个成分的摩尔质量分别为90.08 g/mol，112.06 g/mol，128.17 g/mol。
允许添加的乳酸最高为6%，我们以100克料体来考虑，那么物质的量为6/90.08=0.066607mol。
此时，如果用乳酸钠和乳酸钾来算限用添加重量，因为能允许的物质的量是和乳酸一样的（也就是法规中写的“以酸计”的实际意义）。所以，他们实际分别能添加的重量为0.066607*112.06=7.46克和0.066607*128.17=8.54克。
也就是说，乳酸、乳酸钠和乳酸钾允许添加的最高量分别是6%，7.46%和8.54%。
你可以理解为某酸是个火车头，它可能拖了不同货物表现为不同的成分（不同的盐），起作用的是火车头，而不是拖的货物。允许的火车头数量是一样的。
这是配方层面限量的理解。这类成分有好多，都是这个思路来处理。
更深层的，则是对活性物的理解。
同样是这条α-羟基酸限量的法规为例。
所谓α-羟基酸，就是临近羧基-COOH第一个碳的位置（称之为α-位）有一个羟基，因此称为α-羟基酸。这个结构使得其活性强。
α-羟基酸是有很多种的，乙醇酸，乳酸，苹果酸（Malic acid），乳糖酸（Lactobionic acid）的分子式是C12H22O12，并且其分子量约为 358.30 g/mol
常用的α-羟基酸及性质分别为：
名称 | 分子式 | 碳原子数 | 分子量 | α-羟基酸数量 |
乙醇酸 | C2H4O3 | 2 | 76.03 | 1 |
乳酸 | C3H6O3 | 3 | 90.08 | 1 |
扁桃酸 | C8H8O3 | 8 | 152.08 | 1 |
乳糖酸 | C12H22O12 | 12 | 358.3 | 1 |
从这上表中可以看出来，扁桃酸（又叫杏仁酸）分子量大，是乙醇酸的两倍，在同样限量6%的添加量（重量）下，扁桃酸的物质的量，是乙醇酸的一半。再加上乙醇酸也便宜多了，更不用说更便宜的乳酸，可理解为实际起作用的α-羟基酸少了一半。 所以扁桃酸其实是不能打的，性价比低，我不推荐。如果论亲脂性，是比乙醇酸要好，但也不如水杨酸性价比高。
同样的，乳糖酸分子量大，所以在总的重量限量6%的前提下能够添加的最大的物质的量是乙醇酸的1/5左右。物质的量添加的少，分子量大渗透还慢，最多相当于1.2%的甘醇酸，所以说去角质效果也慢得多。敏感肌当然用起来不痛。
所以，通过分子式和分子量的对比，就能够预先判断很多原料的性质和潜在功效的天花板了。
从微观角度去考虑，还有化妆品中的化学方程式，比如抗氧化剂的添加，皂化反应等等。以及配方设计中形成的料体的微观结构，而考虑形成结构的前提就是有多少的物质的量，其次是分子的空间结构，这都需要从微观入手来考虑。
03
宣传上的那些忽悠大法
不是配方师，不是必须懂这些，但如果你是消费者和市场营销人员，懂这些你会了解更多，有更多感悟。
比如大家可能看过的“一滴中含有多少亿的精华（因子）”这类宣称。
有的人觉得是在吹牛，但实际并不是，而且这一点都不稀奇。
如何实现的呢？无它，也是考虑了微观，考虑了阿伏加德罗常数的应用。
我之前写过一段，有这样一个例子。
假如某品牌的市场部想宣称：
“每一滴精华液中添加了100亿辅酶Q10。”
改造一下问题，家有初中生可以来做一做：
已知：抗氧化因子辅酶Q10的摩尔质量为863g/mol,一滴膏霜产品的重量为0.2g，阿伏加德罗数为6.02×10^23。
求：需要在一瓶膏霜产品中设计达到一滴中含有100亿的Q10，配方中抗氧化因子辅酶Q10的添加量应该为多少？
解：一滴100亿抗氧化因子的物质的量为：100×10^8/(6.02×10^23)=16×10^-15
一滴中的所含抗氧化因子质量为16×10^-15 *863=1.4 ×10^-11 (g)
也就是说产品中需要添加的质量百分数为1.4 ×10^-11/0.2= 7×10^-9（%）
即0.000000007%的量添加到配方中
这个极小的数字0.000000007%是什么概念？
假如有一个10吨的生产护肤品的锅（这个是非常大的锅了），生产10吨这个含”一滴100亿XX因子”的护肤品，只需要添加需要7*10^-4克辅酶Q10，也就是0.0007克。真的是要用分析天平去称了！可想而知，要达到这个大的一个数字的宣称，添加量其实很少很少，很容易实现，市场部还是保守了。
无论配方师、法规还是市场部人员都应该好好复习一下阿伏加德罗常数，加深对微观结构的理解，对物质的量的理解，从而更好的工作。
如果以上都能理解的话，恭喜你，这位成分党，可以入门做化妆品技术研发了。
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最后是广告时间：真魅严选的小店，要在10月20日，本周五搞优惠活动了，敬请期待。
