一種護發防曬劑的制備及其應用初探

林丹

課題背景

生活中，人們很少會關注頭發防曬的問題，而實際上，長期紫外線照射對頭發有很大的損害。紫外線會破壞頭發中的蛋白質鏈狀結合，從而令毛鱗片翹起、剝落。頭發角蛋白中的水分流失后，天然油脂就會減少，使頭發變得干燥、枯黃、脆弱，失去彈性和光澤。納米二氧化鈦（TiO2）對中波區和長波區紫外線均有阻隔作用，被用作部分皮膚防曬霜中的物理防曬劑；蘆薈中含有蒽醌類化合物，以及異蘆薈苷、蘆薈大黃素等，這類物質可強烈吸收290～320nm范圍內紫外線，使頭發柔軟而有光澤，并具有去頭屑、保濕作用，是安全有效的天然防曬劑和護發添加劑。將二氧化鈦與蘆薈提取液混合后加入護發產品，可使兩者互補，起到防曬、護發的作用。

課題思路

將二氧化鈦和蘆薈提取液與摩絲混配，并驗證混合物吸收紫外線的效果，制得一種保護頭發少受紫外線損害的防曬劑。

實驗步驟

1. 制備蘆薈提取液

取粗壯的新鮮蘆薈葉，切塊，經粉碎儀粉碎后倒入錐形瓶。加入適量95%乙醇水溶液，搖晃均勻，放入90℃恒溫水浴鍋中回流提取2小時，然后抽濾，除去殘渣。所得溶液放入旋轉蒸發儀中除去乙醇，得到水相蘆薈提取液。

2. 制備納米二氧化鈦與不同溶劑的混合液并進行解聚

準確稱取一定量的二氧化鈦粉末于不同的溶液中，在室溫條件下進行超聲解聚。

表1 混合液解聚實驗數據

3. 以不同配比制備TiO2、蘆薈提取液與摩絲的混合樣品

將制得的混合液與蘆薈提取液以不同比例混合，分別放入超聲波震蕩儀20min，混合均勻后待用。

4. 用紫外分光光度計測量樣品吸光率

先調整紫外分光光度計紫外波長，再將摩絲加入一個吸收池作為參比溶液。用針筒吸取樣品注入其他吸收池，將吸收池放入紫外分光光度計，對準參比溶液，測出樣本吸收紫外線的數據并記錄。每組樣品測量3次，最后取所得數據的平均值。

將所得數據整理為折線圖可得：

5. 將多組涂抹樣品與未涂抹樣品的頭發置于紫外燈下進行不同時長的照射

取2組不同人剪下的頭發，分別分為5組。1組對照，1組不涂抹樣品，剩余3組分別涂抹3組樣品并在均勻涂抹之后自然風干。除對照組外，其余組均在365nm波長的紫外線下（即UVA）照射24小時，初步模擬陽光中紫外線對發絲的損傷。

6. 顯微鏡下觀察比較發絲表面受損情況

將經處理的10組頭發放在顯微鏡下，記錄并觀察，比較頭發表面受損情況。

初步結論

1. 經過解聚的二氧化鈦混合物護發效果良好，但由于大量應用到頭發上會產生不適，所以要控制其用量。這說明將二氧化鈦添加到護發產品中，具有一定可行性。

2. 最佳混合物在紫外分光光度計下的測量結果顯示能夠達到中低等防紫外線照射的效果。實驗數據表明，蘆薈提取液吸收紫外線的效果并不顯著，而加入二氧化鈦之后，其吸收能力顯著增大，說明二氧化鈦為所制防曬劑的主要有效成分。但蘆薈提取液可以防止防曬劑過于黏稠，且它具有有益頭發的其他功效，故也是不可或缺的。初步證明制得的護發防曬劑有防紫外線的效果。

3. 通過顯微鏡下的觀察，未涂抹任何樣品的2組頭發表面略有突出，可能是表面毛鱗片的翹起。因設備條件和時間的限制，不同樣品的效果觀察不明顯，還需進一步驗證。

思考

1. 納米二氧化鈦在頭發上應用的安全性需進一步驗證。

2. 需通過更加先進的測試技術來驗證這類護發防曬劑在頭發上的應用效果。如，可通過拉伸法測發絲楊氏模量、織物強力儀測最大拉力或測發絲銅離子吸附量比較頭發受損程度。

課題背景

生活中，人們很少會關注頭發防曬的問題，而實際上，長期紫外線照射對頭發有很大的損害。紫外線會破壞頭發中的蛋白質鏈狀結合，從而令毛鱗片翹起、剝落。頭發角蛋白中的水分流失后，天然油脂就會減少，使頭發變得干燥、枯黃、脆弱，失去彈性和光澤。納米二氧化鈦（TiO2）對中波區和長波區紫外線均有阻隔作用，被用作部分皮膚防曬霜中的物理防曬劑；蘆薈中含有蒽醌類化合物，以及異蘆薈苷、蘆薈大黃素等，這類物質可強烈吸收290～320nm范圍內紫外線，使頭發柔軟而有光澤，并具有去頭屑、保濕作用，是安全有效的天然防曬劑和護發添加劑。將二氧化鈦與蘆薈提取液混合后加入護發產品，可使兩者互補，起到防曬、護發的作用。

課題思路

將二氧化鈦和蘆薈提取液與摩絲混配，并驗證混合物吸收紫外線的效果，制得一種保護頭發少受紫外線損害的防曬劑。

實驗步驟

1. 制備蘆薈提取液

取粗壯的新鮮蘆薈葉，切塊，經粉碎儀粉碎后倒入錐形瓶。加入適量95%乙醇水溶液，搖晃均勻，放入90℃恒溫水浴鍋中回流提取2小時，然后抽濾，除去殘渣。所得溶液放入旋轉蒸發儀中除去乙醇，得到水相蘆薈提取液。

2. 制備納米二氧化鈦與不同溶劑的混合液并進行解聚

準確稱取一定量的二氧化鈦粉末于不同的溶液中，在室溫條件下進行超聲解聚。

表1 混合液解聚實驗數據

3. 以不同配比制備TiO2、蘆薈提取液與摩絲的混合樣品

將制得的混合液與蘆薈提取液以不同比例混合，分別放入超聲波震蕩儀20min，混合均勻后待用。

4. 用紫外分光光度計測量樣品吸光率

先調整紫外分光光度計紫外波長，再將摩絲加入一個吸收池作為參比溶液。用針筒吸取樣品注入其他吸收池，將吸收池放入紫外分光光度計，對準參比溶液，測出樣本吸收紫外線的數據并記錄。每組樣品測量3次，最后取所得數據的平均值。

將所得數據整理為折線圖可得：

5. 將多組涂抹樣品與未涂抹樣品的頭發置于紫外燈下進行不同時長的照射

取2組不同人剪下的頭發，分別分為5組。1組對照，1組不涂抹樣品，剩余3組分別涂抹3組樣品并在均勻涂抹之后自然風干。除對照組外，其余組均在365nm波長的紫外線下（即UVA）照射24小時，初步模擬陽光中紫外線對發絲的損傷。

6. 顯微鏡下觀察比較發絲表面受損情況

將經處理的10組頭發放在顯微鏡下，記錄并觀察，比較頭發表面受損情況。

初步結論

1. 經過解聚的二氧化鈦混合物護發效果良好，但由于大量應用到頭發上會產生不適，所以要控制其用量。這說明將二氧化鈦添加到護發產品中，具有一定可行性。

2. 最佳混合物在紫外分光光度計下的測量結果顯示能夠達到中低等防紫外線照射的效果。實驗數據表明，蘆薈提取液吸收紫外線的效果并不顯著，而加入二氧化鈦之后，其吸收能力顯著增大，說明二氧化鈦為所制防曬劑的主要有效成分。但蘆薈提取液可以防止防曬劑過于黏稠，且它具有有益頭發的其他功效，故也是不可或缺的。初步證明制得的護發防曬劑有防紫外線的效果。

3. 通過顯微鏡下的觀察，未涂抹任何樣品的2組頭發表面略有突出，可能是表面毛鱗片的翹起。因設備條件和時間的限制，不同樣品的效果觀察不明顯，還需進一步驗證。

思考

1. 納米二氧化鈦在頭發上應用的安全性需進一步驗證。

2. 需通過更加先進的測試技術來驗證這類護發防曬劑在頭發上的應用效果。如，可通過拉伸法測發絲楊氏模量、織物強力儀測最大拉力或測發絲銅離子吸附量比較頭發受損程度。

課題背景

生活中，人們很少會關注頭發防曬的問題，而實際上，長期紫外線照射對頭發有很大的損害。紫外線會破壞頭發中的蛋白質鏈狀結合，從而令毛鱗片翹起、剝落。頭發角蛋白中的水分流失后，天然油脂就會減少，使頭發變得干燥、枯黃、脆弱，失去彈性和光澤。納米二氧化鈦（TiO2）對中波區和長波區紫外線均有阻隔作用，被用作部分皮膚防曬霜中的物理防曬劑；蘆薈中含有蒽醌類化合物，以及異蘆薈苷、蘆薈大黃素等，這類物質可強烈吸收290～320nm范圍內紫外線，使頭發柔軟而有光澤，并具有去頭屑、保濕作用，是安全有效的天然防曬劑和護發添加劑。將二氧化鈦與蘆薈提取液混合后加入護發產品，可使兩者互補，起到防曬、護發的作用。

課題思路

將二氧化鈦和蘆薈提取液與摩絲混配，并驗證混合物吸收紫外線的效果，制得一種保護頭發少受紫外線損害的防曬劑。

實驗步驟

1. 制備蘆薈提取液

取粗壯的新鮮蘆薈葉，切塊，經粉碎儀粉碎后倒入錐形瓶。加入適量95%乙醇水溶液，搖晃均勻，放入90℃恒溫水浴鍋中回流提取2小時，然后抽濾，除去殘渣。所得溶液放入旋轉蒸發儀中除去乙醇，得到水相蘆薈提取液。

2. 制備納米二氧化鈦與不同溶劑的混合液并進行解聚

準確稱取一定量的二氧化鈦粉末于不同的溶液中，在室溫條件下進行超聲解聚。

表1 混合液解聚實驗數據

3. 以不同配比制備TiO2、蘆薈提取液與摩絲的混合樣品

將制得的混合液與蘆薈提取液以不同比例混合，分別放入超聲波震蕩儀20min，混合均勻后待用。

4. 用紫外分光光度計測量樣品吸光率

先調整紫外分光光度計紫外波長，再將摩絲加入一個吸收池作為參比溶液。用針筒吸取樣品注入其他吸收池，將吸收池放入紫外分光光度計，對準參比溶液，測出樣本吸收紫外線的數據并記錄。每組樣品測量3次，最后取所得數據的平均值。

將所得數據整理為折線圖可得：

5. 將多組涂抹樣品與未涂抹樣品的頭發置于紫外燈下進行不同時長的照射

取2組不同人剪下的頭發，分別分為5組。1組對照，1組不涂抹樣品，剩余3組分別涂抹3組樣品并在均勻涂抹之后自然風干。除對照組外，其余組均在365nm波長的紫外線下（即UVA）照射24小時，初步模擬陽光中紫外線對發絲的損傷。

6. 顯微鏡下觀察比較發絲表面受損情況

將經處理的10組頭發放在顯微鏡下，記錄并觀察，比較頭發表面受損情況。

初步結論

1. 經過解聚的二氧化鈦混合物護發效果良好，但由于大量應用到頭發上會產生不適，所以要控制其用量。這說明將二氧化鈦添加到護發產品中，具有一定可行性。

2. 最佳混合物在紫外分光光度計下的測量結果顯示能夠達到中低等防紫外線照射的效果。實驗數據表明，蘆薈提取液吸收紫外線的效果并不顯著，而加入二氧化鈦之后，其吸收能力顯著增大，說明二氧化鈦為所制防曬劑的主要有效成分。但蘆薈提取液可以防止防曬劑過于黏稠，且它具有有益頭發的其他功效，故也是不可或缺的。初步證明制得的護發防曬劑有防紫外線的效果。

3. 通過顯微鏡下的觀察，未涂抹任何樣品的2組頭發表面略有突出，可能是表面毛鱗片的翹起。因設備條件和時間的限制，不同樣品的效果觀察不明顯，還需進一步驗證。

思考

1. 納米二氧化鈦在頭發上應用的安全性需進一步驗證。

2. 需通過更加先進的測試技術來驗證這類護發防曬劑在頭發上的應用效果。如，可通過拉伸法測發絲楊氏模量、織物強力儀測最大拉力或測發絲銅離子吸附量比較頭發受損程度。