清华大学化工系团队开发出了一种具有主动冷却功能的革命性防晒霜，既能防紫外线，又能让皮肤温度冷却6℃，这项研究已发表在11月15日《纳米快报》杂志上。
纳米尺寸的精妙设计
这款防晒霜的核心秘密在于二氧化钛（TiO2）纳米颗粒，通过对其尺寸的精确调控，让它能够在反射紫外线的同时，高效地散发红外线热量，从而带走皮肤表面的热量。
二氧化钛是一种安全可靠的矿物质防晒成分，因其出色的光学性质和安全性，已在化妆品行业使用了数十年。它就像古人诗中所说的"玉壶冰心"一般纯净，既不会被人体吸收，也不会对皮肤造成刺激。这种白色粉末在阳光下能够反射、散射紫外线，就像撑起了一把"纳米伞"，让有害的紫外线无法穿透到皮肤。
研究团队像搭积木一样，将三种不同尺寸的TiO2纳米颗粒按特定比例组合：
1-3微米的大颗粒（2克）：主要负责反射可见光和近红外光
200-300纳米的中等颗粒（0.3克）：增强紫外线防护
10-20纳米的超小颗粒（0.2克）：提升防晒效果的均匀性
这种多尺寸组合设计巧妙地利用了物理学中的"辐射冷却"原理，也就是通过长波辐射散去热能。就像夜晚的沙漠会迅速降温一样，这些纳米颗粒能够通过大气窗口将热量直接辐射到太空中。
不止是防晒，更是降温高手
与传统防晒霜相比，这款"制冷防晒霜"展现出了全方位的优势：
1. SPF值达到50，提供可靠的紫外线防护。
这意味着什么呢？SPF，Sun Protection Factor，防晒系数，也就是防紫外线的能力。阳光中紫外线能量最高，也最容易伤害皮肤，让皮肤晒伤、晒黑、变老、甚至诱发皮肤癌。
一个SPF50的防晒霜，就意味着能阻挡98%的紫外线。打个比方，如果你的皮肤在没有防护的情况下10分钟就会被晒伤，使用SPF50的防晒霜后，这个时间会延长50倍，也就是500分钟。真的是钛屏微透夏日光，散作银星护肌凉啊。
2. 具有优秀的防水性，接触角106达度。
这是什么概念？所谓接触角，就是水滴在平面上形成的夹角。小于90度，就说明它像大饼一样摊开，可以湿润物体表面；大于90度，就像圆珠一样，不会湿润物体，因而具有疏水性。
接触角为0，水滴完全摊开，表示完全湿润；180度，水滴就是标准的圆球，完全无法湿润物体了。
当然，不仅仅限于水滴，其他固液气三相界面形成的角度也叫接触角，可用著名的杨格—拉普拉斯方程，简称杨式方程来描述。接触角随液体表面张力而变化，与液体的温度和纯度相关，主要用于定义物体的亲水性、疏水性。
106度的接触角意味着水珠就像"明月珰"，很容易在防晒霜表面滚落，不会轻易冲走防晒成分，让防晒效果持久保持。
3.稳定性好（12小时阳光暴露后仍保持效果）
4.成本低廉（每10克仅需0.92美元）
5.通过了皮肤安全性测试
更令人惊喜的是，这种防晒霜在炎热潮湿的户外环境中依然表现出色。研究团队在北京和海口进行的实地测试表明，涂上这种防晒霜，能让皮肤温度比没涂的裸露皮肤最多降低6.0℃，比市面上普通防晒霜最多降低6.1℃。
从实验室到日常生活
这项研究的意义远不止于解决夏日防晒的烦恼。在全球气候变化背景下，这种集防晒与降温于一体的创新解决方案，为我们应对越来越频繁的极端高温天气提供了新思路。
虽然目前这款防晒霜还处于实验室阶段，但其简单的制备方法和低廉的成本为未来的规模化生产奠定了基础，展示了纳米技术在日常防护产品中的巨大应用潜力。
也许在不久的将来，我们就能在药店货架上看到这种神奇的防晒霜，让我们在炎炎夏日既能安心防晒，又能享受清凉。
参考文献：
Xu, J., et al. (2024). High-Performance Radiative Cooling Sunscreen. Nano Letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04969
