清華大學化工系團隊開發出了一種具有主動冷卻功能的革命性防曬霜，既能防紫外線，又能讓皮膚溫度冷卻6℃，這項研究已發表在11月15日《納米快報》雜誌上。

納米尺寸的精妙設計

這款防曬霜的核心祕密在於二氧化鈦（TiO2）納米顆粒，通過對其尺寸的精確調控，讓它能夠在反射紫外線的同時，高效地散發紅外線熱量，從而帶走皮膚表面的熱量。

二氧化鈦是一種安全可靠的礦物質防曬成分，因其出色的光學性質和安全性，已在化妝品行業使用了數十年。它就像古人詩中所說的"玉壺冰心"一般純淨，既不會被人體吸收，也不會對皮膚造成刺激。這種白色粉末在陽光下能夠反射、散射紫外線，就像撐起了一把"納米傘"，讓有害的紫外線無法穿透到皮膚。

研究團隊像搭積木一樣，將三種不同尺寸的TiO2納米顆粒按特定比例組合：

1-3微米的大顆粒（2克）：主要負責反射可見光和近紅外光

200-300納米的中等顆粒（0.3克）：增強紫外線防護

10-20納米的超小顆粒（0.2克）：提升防曬效果的均勻性

這種多尺寸組合設計巧妙地利用了物理學中的"輻射冷卻"原理，也就是通過長波輻射散去熱能。就像夜晚的沙漠會迅速降溫一樣，這些納米顆粒能夠通過大氣窗口將熱量直接輻射到太空中。

不止是防曬，更是降溫高手

與傳統防曬霜相比，這款"製冷防曬霜"展現出了全方位的優勢：

1. SPF值達到50，提供可靠的紫外線防護。

這意味着什麼呢？SPF，Sun Protection Factor，防曬係數，也就是防紫外線的能力。陽光中紫外線能量最高，也最容易傷害皮膚，讓皮膚曬傷、曬黑、變老、甚至誘發皮膚癌。

一個SPF50的防曬霜，就意味着能阻擋98%的紫外線。打個比方，如果你的皮膚在沒有防護的情況下10分鐘就會被曬傷，使用SPF50的防曬霜後，這個時間會延長50倍，也就是500分鐘。真的是鈦屏微透夏日光，散作銀星護肌涼啊。

2. 具有優秀的防水性，接觸角106達度。

這是什麼概念？所謂接觸角，就是水滴在平面上形成的夾角。小於90度，就說明它像大餅一樣攤開，可以溼潤物體表面；大於90度，就像圓珠一樣，不會溼潤物體，因而具有疏水性。

接觸角爲0，水滴完全攤開，表示完全溼潤；180度，水滴就是標準的圓球，完全無法溼潤物體了。

當然，不僅僅限於水滴，其他固液氣三相界面形成的角度也叫接觸角，可用著名的楊格—拉普拉斯方程，簡稱楊式方程來描述。接觸角隨液體表面張力而變化，與液體的溫度和純度相關，主要用於定義物體的親水性、疏水性。

106度的接觸角意味着水珠就像"明月璫"，很容易在防曬霜表面滾落，不會輕易沖走防曬成分，讓防曬效果持久保持。

3.穩定性好（12小時陽光暴露後仍保持效果）

4.成本低廉（每10克僅需0.92美元）

5.通過了皮膚安全性測試

更令人驚喜的是，這種防曬霜在炎熱潮溼的戶外環境中依然表現出色。研究團隊在北京和海口進行的實地測試表明，塗上這種防曬霜，能讓皮膚溫度比沒塗的裸露皮膚最多降低6.0℃，比市面上普通防曬霜最多降低6.1℃。

從實驗室到日常生活

這項研究的意義遠不止於解決夏日防曬的煩惱。在全球氣候變化背景下，這種集防曬與降溫於一體的創新解決方案，爲我們應對越來越頻繁的極端高溫天氣提供了新思路。

雖然目前這款防曬霜還處於實驗室階段，但其簡單的製備方法和低廉的成本爲未來的規模化生產奠定了基礎，展示了納米技術在日常防護產品中的巨大應用潛力。

也許在不久的將來，我們就能在藥店貨架上看到這種神奇的防曬霜，讓我們在炎炎夏日既能安心防曬，又能享受清涼。

參考文獻：

Xu, J., et al. (2024). High-Performance Radiative Cooling Sunscreen. Nano Letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04969