化學：“天坑專業(yè)”，還是“天使專業(yè)”？

化學與生物、材料、環(huán)境并稱四大天坑專業(yè)，化學專業(yè)真的那么坑嗎？生活中處處離不開化學，在化學家眼中，這似乎應(yīng)該是“天使專業(yè)”。本文就從護膚角度來看看，化學如何讓你如何擁有“天使面龐”。

撰文 | 李存璞（重慶大學化學化工學院副教授）

每到志愿填報時，很多人會避開化學，因為“化學”與“生物、材料、環(huán)境”等一起列為“四大天坑”專業(yè)。作為眾人眼中的天坑專業(yè)，化學專業(yè)學業(yè)負擔重、工作壓力大、收入水平低、未來發(fā)展差，這些特點使得有意向選擇“化學”專業(yè)的準大學生們猶豫不決。

事實上，每當有人詢問我專業(yè)選擇的意見時，我總會讓學生思考一個問題，“十年之后，你希望成為什么樣的人”，之后再讓學生從專業(yè)列表做出自己的選擇。那么十年之后，選擇化學的青年朋友們到底會擁有什么樣的未來呢？答案可能豐富多彩，但大多數(shù)人可能并不希望自己十年之后還是“單身狗”。學好化學，可以美容養(yǎng)顏，保持“天使面龐”；也可以幫男/女朋友美容養(yǎng)顏，成為TA的“護膚天使”。

圖1 十年之前

“天然綠色”、“不含任何化學物質(zhì)”是眾多護膚品的宣傳口號。然而，從價格親民的“*寶SOD蜜”到”LA *海*之謎”，其護膚功效都來自于其中的化學成分。皮膚作為人體面積最大的器官，光滑意味著其細胞間連接緊密；緊致而有彈性意味著其優(yōu)異的彈性組織支撐；外觀上的白里透紅則說明其有良好的微循環(huán)系統(tǒng)。而讓皮膚持久的保持這些有意的性質(zhì)，離不開化學家們的努力。

化學教你護膚從保濕開始保持皮膚濕潤是護膚的首要步驟。盡管大多數(shù)人會每天用清水清潔皮膚，但化學家更加關(guān)注如何將水分輸送到皮膚的細胞，而非讓水分僅僅停留于皮膚表面。事實上，不能成功到達皮膚細胞的水分子會不斷蒸發(fā)，從而帶走皮膚表面熱量，這可能會對皮膚造成損壞。為了將水分輸送到皮膚細胞，化學家們一則使用表面活性劑輸運足夠的水分；二則合成、引入可以鎖定水分的分子；三則控制油/水的乳液成分與結(jié)構(gòu)，增加水分進入細胞的能力，減少皮膚的水分流失，這樣三管齊下幫助皮膚保持持久年輕。

人體的皮膚會自己產(chǎn)生一些補水因子，或者Natural Moisturizing Factor (NMF)，來鎖住皮膚水分。其成分并不復(fù)雜，往往是一些氨基酸、糖類、尿素（是的你沒看錯）等含有N、O等元素的物質(zhì)。護膚品廠家會在其生產(chǎn)的面膜、爽膚水等中添加類似的成分來增強皮膚保濕效果，比如甘油、膠原蛋白、透明質(zhì)酸（玻尿酸）等。很多人聲稱膠原蛋白敷在臉上只會作為細菌的培養(yǎng)皿傷害皮膚，但在化學家的角度，膠原蛋白與皮膚親和性優(yōu)秀，且含有大量的親水基團，是可以作為保濕成分來使用的。而現(xiàn)在火熱的玻尿酸，本身具有足夠的羧基負離子，負離子互相排斥，可以在鏈段之間形成大量空隙用以鎖住水分，是非常高效的補水材料。

圖2 透明質(zhì)酸（玻尿酸）鎖定水分子

乳液的配方則是各大護膚品廠商的技術(shù)法寶。通過設(shè)計表面活性劑、改善乳化工藝，化學家們可以獲得不同的水-油乳液結(jié)構(gòu)。油脂包裹水分的結(jié)構(gòu)，其外側(cè)的油脂可以透過親油的細胞膜將水分輸送至皮膚細胞內(nèi)部，是皮膚補水的關(guān)鍵。但熱力學理論和日常生活常識告訴我們，油與水畢竟互不相容，分層是二者最終的歸宿。穩(wěn)定的水-油乳液結(jié)構(gòu)，并保證它在一定期限內(nèi)穩(wěn)定存在，需要精確設(shè)計表面活性劑、溶劑、添加劑等配方，同時優(yōu)化乳液制備工藝，這樣才可以使用戶感知到的所謂“吸收特別快”、“感覺馬上就水潤了”。而這背后其實都來自于化學家和化學工程師們的努力。

圖3 乳液形成過程表面能大大增加，是非自發(fā)過程，化學家需要設(shè)法將其在一定時間內(nèi)穩(wěn)定下來

所以10年之后，也許馬上就讀化學專業(yè)的你可以開發(fā)出更加優(yōu)秀的乳液配方，或者更加持久的保濕因子，讓全世界護膚的人們都成為你的客戶，應(yīng)該不會發(fā)愁找不到對象了。

化學幫你度過歲月無情的變遷衰老是人類無可避免的歸途?；?，細胞代謝，細胞復(fù)制等內(nèi)因，與光照，污染，電離輻射，化學品接觸等外因，兩者結(jié)合使得人們只能減緩皮膚的衰老，而無法徹底阻止。這與物理中的楞次定律或化學中的勒沙特列遠離似乎有很大的相似性。許多科學家認為皮膚衰老背后的本質(zhì)是自由基。人類的新陳代謝會產(chǎn)生大量的自由基，這些自由基具有強氧化性，會破壞人類的皮膚，而狙擊自由基就成為化學家們研究抗衰來護膚產(chǎn)品的重要思路。

各大護膚品廠商均有自己的抗衰老絕活兒。比如*寶SOD蜜，其有效成分是超氧化歧化酶（Super Oxide Dismutase，SOD），可以清除過氧化物，淬滅過氧離子，降低局部O2濃度，從而延緩皮膚的衰老；雅**黛的小棕瓶使用麥角硫因；*蔻使用一種名為LR2412的有機酸[1]；歐*和許多廠家使用的煙酰胺；紅*子所用的β-葡聚糖等抗氧化、抗衰老分子。這些分子的設(shè)計、篩選與功效提升都離不開化學家的貢獻。

事實上，服用或者使用維生素A、C、E等，也能減少皮膚氧化，利用的是它們與氧自由基或過氧化物的反應(yīng)然而化學家早已發(fā)現(xiàn)，單純攝入維生素這些助劑的效果不如直接吃一顆大蘋果[2]：所以省錢又健康不香么？

圖4 單純使用維生素C的效果，遠不如蘋果的抗氧化性來得好[2]

休止符暫時我們可以知道，好好學習化學，可以幫助自己和身邊的人們讓皮膚保持水潤、延緩皮膚衰老。而這僅僅是化學學科價值的一個小縮影，到底是“天坑專業(yè)”還是“天使專業(yè)”，畢竟將取決于社會需求，十年之后護膚品市場相較現(xiàn)在只會更加廣闊，更何況還有藥物、能源、材料等等領(lǐng)域都離不開化學。

圖5 再有一年就十年了

對了，下次將告訴各位防曬、美白背后的化學貢獻。

參考文獻

[1]. Tran C, Michelet J F, Simonetti L, et al. In vitro and in vivo studies with tetra‐hydro‐jasmonic acid (LR2412) reveal its potential to correct signs of skin ageing[J]. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2014, 28(4): 415-423.

[2]. Eberhardt M V, Lee C Y, Liu R H. Antioxidant activity of fresh apples[J]. Nature, 2000, 405(6789): 903-904