科学家们利用纳米粒子反射热量和紫外线，发明了一种革命性的防晒霜，防晒指数为 50，且具有显著的降温效果，非常适合夏季气温升高的情况。
科学家将紫外线防护与辐射冷却相结合，研制出了一种既能反射阳光又能反射热量的防晒霜。
秘密在于特殊尺寸的二氧化钛纳米颗粒，可确保皮肤更凉爽并提供可靠的防晒保护。
结合紫外线防护和冷却涂防晒霜对于保护皮肤免受有害紫外线的伤害至关重要，但它对保持凉爽没有帮助。现在，研究人员开发了一种突破性的配方，详细介绍在科学期刊《ACS Nano Letters》上，该配方利用辐射冷却既能防紫外线，又能缓解热量。
这种创新的防晒霜原型可以使皮肤温度比裸露的皮肤低 11°F (6°C)，比目前的防晒霜低约 6°F (3°C)。
一款新型 SPF 50 防晒霜原型利用辐射冷却来保护皮肤免受紫外线伤害，同时为皮肤降温。与市售防晒霜相比，新配方在热像仪下测量时可使皮肤保持凉爽（右侧图片中的蓝色区域）。图片来源：改编自 Nano Letters 2024，DOI：10.1021/acs.nanolett.4c04969
辐射冷却：双重用途解决方案辐射冷却的工作原理是将热量从表面反射或辐射出去，从而有效地冷却下方的物体。该原理已用于设计建筑物的冷却织物和节能涂层。
其中一些技术的关键成分是二氧化钛 (TiO 2 )，这是一种白色化合物，以反射热量的能力而闻名。虽然 TiO 2通常用于矿物防晒霜中以阻挡紫外线，但其标准粒径对辐射冷却无效。为了解决这个问题，Rufan Zhang 及其团队对 TiO 2纳米颗粒的尺寸进行了微调，创造了一种既能有效防紫外线又能额外冷却皮肤的防晒霜。
利用二氧化钛纳米粒子进行创新该团队通过结合六种成分来制作防晒霜：二氧化钛纳米颗粒、水、乙醇、保湿霜、颜料和化妆品中常用的硅酮聚合物聚二甲基硅氧烷。通过仔细调整二氧化钛纳米颗粒的尺寸，他们制作出了一种既能反射紫外线又能反射太阳热量的材料，从而赋予其冷却能力。
新配方的防晒指数约为 50，具有防水功能，并且在使用氙气灯模拟日光照射 12 小时后仍能保持功效。此外，当涂抹在动物和人类皮肤上时，该产品不会引起刺激。
真实世界的测试和商业潜力在炎热潮湿的户外环境中对人体进行的测试发现，这种新型辐射冷却防晒霜可使受试者的皮肤温度比裸露的皮肤低 10.8 华氏度（6.0 摄氏度），比市售的防晒霜低 11.0 华氏度（6.1 摄氏度）。该配方价格低廉，10 克混合物仅需 0.92 美元——与市场上现有的防晒霜价格相当。研究人员表示，他们的防晒霜原型具有良好的商业潜力，尤其是在夏季气温持续上升的情况下。
作者承认本研究获得了国家重点研究计划、国家自然科学基金和清华-丰田联合研究基金的资助。
参考文献：“高性能辐射冷却防晒霜”，作者：Jiaqi Xu、Xueke Wu、Yunrui Li、Siming Zhao、Fan Lan、Aike Xi、Ya Huang、Yilin Ding 和 Rufan Zhang，2024 年 11 月 15 日， Nano Letters。DOI：10.1021/acs.nanolett.4c04969
来源： 美国化学学会
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