防曬劑（sunscreen）

防曬劑（sunscreen）
臺北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師 / 國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

近年來因為全球氣候變遷，炎炎夏日的溫度更是屢創新高，而根據很多的科學研究證據顯示，不宜長時間在艷陽下曝曬，因為陽光中所含的紫外線會對皮膚和眼睛造 成很大的傷害。陽光中的紫外線依波長大小可分成三類：

• UVA：長波紫外線，波長320~400nm，UVA具有很強的穿透力，可達皮膚真皮層，會促使 皮膚老化，甚至導致皮膚癌。UVA對肌膚的造成的是慢性及長期的傷害，且陽光中紫外線的成份中以UVA所占比例最高因此更需做好防曬。
• UVB：中波紫 外線，波長280~320nm，可達皮膚表皮，會使皮膚變紅、暗沉。UVB的能量比UVA更強，但較容易防護。
• UVC：短波紫外線，波長100~280nm，是三者中能量最強的，但大部分被大氣層中的臭氧層隔離，僅有極少量會抵達地面。

(圖片來源：flickr用戶muffet)

在 1938年化學家Franz Greiter是史上第一個做出防曬劑的人，當時的商品名為Gletscher Creme  (Glacier Cream)。到了1962年他又提出防曬係數(Sun Protection Factor)（SPF）的概念, SPF是計算防曬產品在多長時間裡保持皮膚不被紫外線曬傷的一個參考指數，其測量單位為以每平方公分含有2毫克的防曬劑為測量基準（2 milligrams per square centimeter (mg/cm²)），數值愈高表示防曬能力愈強。但也不是越大就越好，經研究證明SPF值過大的產品會讓人感覺油膩，尤其對過敏性膚質的人有可能會引發過敏反應。

防曬原理
一、物理性防曬：利用防曬劑反射（reflect）或散射（scatter）光線的原理來阻隔紫外線，且物理性防曬的成分會在皮膚上形成保護膜，使得紫外線無法穿透皮膚表面，可達到周全完整的UVB防護。物理性防曬劑有二氧化鈦(TiO₂)、氧化鋅(ZnO)、二氧化矽（Silica）、氧化鋯（Zirconium oxide）與氧化鋁（Aluminum oxide）等，目前最具代表性的成分有二氧化鈦與氧化鋅兩種。
二、化學性防曬：這些化學物質通常是具有含羰基（carbonyl groups）共軛（conjugated）結構的芳香烃（Aromatic）分子，它們可吸收紫外線，使其轉化為分子振動能或熱能的原理來消除紫外線的傷害。

常見的化學防曬劑可分為五類：

• 對胺基苯甲酸及其衍生物(Para aminobenzoic acid and derivatives) 。

1. 對氨基苯甲酸（para-aminobenzoic acid）（PABA）：可以阻隔UVB。曾經一度被廣為採用的化學防曬成份，後來因為過敏反應發生的比例太高現在已經少用。分子式為H₂NC₆H₄CO₂H，其化學結構如下：

2. Octyl dimethyl PABA（Padimate-O）：可以阻隔UVB，因為早期被廣泛使用的PABA過敏反應發生的比例太高，所以研發此成分取代。分子式為C₁₇H₂₇NO₂，其化學結構如下：

• 二苯甲酮類(Benzophenones)。

1.Oxybezone（benzophenone-3）：可以阻隔UVA，偶見過敏反應。分子式為C₁₄H₁₂O₃，其化學結構如下：

2. 亞佛苯酮(Avobenzone = Parsol 1789 = Butyl methoxydibenzoylmethane)能吸收陽光中波長320nm-400nm的紫外線，是目前公認最有效的UVA吸收劑。分子式為C₂₀H₂₂O₃，其化學結構如下：

• 水楊酸酯類(Salicylates)。

Octocrylene salicylate（OCS）：單獨使用是微弱的UVB阻隔劑。通常被使用來加強其他防曬劑的效果。分子式為C₁₅H₂₂O₃，其化學結構如下：

• 桂皮酸酯類(Cinnamates)。

桂皮酸鹽（Octyl Methoxycinnamate）分子式為C₁₈H₂₆O₃，其化學結構如下：

• 其他具紫外線吸收效果的成分。

Octocrylene：可以阻隔UVB。分子式為C₂₄H₂₇NO₂，其化學結構如下：

參考資料：
1. Sunscreen。檢索日期 2011.5.9，http://en.wikipedia.org/wiki/Sunscreen
2.洪偉章、李金枝與陳榮秀(1997)。化妝品原料及功能。台北市：藝軒圖書出版社。
3彭金玉與詹馥妤(2006)。化妝品配方設計與實務。新北市：新文京開發出版股份有限公司。
4.趙坤山與張效銘(2006)。化妝品化學。台北市：五南圖書出版股份有限公司。