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化妆品的种类繁多，从清洁类的洗面奶、沐浴露，到保养类的润肤乳、精华液，再到美容类的香水、唇彩等，几乎人人都会用 。细心的人可能还会留意一下化妆品的成分表，看看我们每天往脸上涂的究竟是哪些东西 。如果对化妆品有一些了解，大家会注意到，尽管不同化妆品的成分千差万别，但除水以外，主要就是保湿剂、防腐剂、有效成分和表面活性剂等几大类 。保湿剂用于保湿，有效成分是化妆品发挥作用的关键，防腐剂使产品具有一定的保质期，那么表面活性剂是起什么作用的呢？大家可别小看了表面活性剂，因为它们是化妆品中不可或缺的一份子 。
表面活性剂——我们是两面派
表面活性剂（surfactant）指的是一类能够降低液体的表面张力，或液-液，液-固相的界面张力的化合物 。它的英文名字surfactant就是surface active agent的合成词，表示“表面活性剂就是能使表面（或界面）活性增强的物质” 。
日常生活中常见的肥皂就是典型的表面活性剂 。肥皂可以用来洗净衣服、皮肤表面的油渍，而单用水却不容易洗掉，因为油是不溶于水的 。那么，肥皂为什么能够洗净油渍呢？这得归功于表面活性剂的“两面派”特性 。肥皂的成分是脂肪酸金属盐，它一头易溶于水，我们称之为“亲水基团”；另一头则难溶于水而易溶于油，我们称之为“憎水基团”或“亲油基团” 。正因为这样特殊的结构，肥皂能够一头扎进水中，另一头扎进油中 。这样，水拉着肥皂分子，肥皂分子再拉着油，就把油渍从衣服上拉下来啦！
表面活性剂分子中同时具有亲水基团和亲油基团，这种特性也叫做“双亲”（amphiphilic） 。由于表面活性剂的这种特性，在适当浓度时，它们在水中能形成胶束（micelle）：亲水的头部被水吸引朝外，亲油的尾部被水排斥从而朝里 。在洗衣服的过程中，油渍就是被亲油基团拉到胶束的内部，而整个胶束又被水带走 。如果是在油性环境中，它们又可以形成反胶束（inverse micelle），即头在内尾在外 。这些胶束在化妆品中有着举足轻重的作用 。
图1. 胶束示意图 。图片来自Nature Materials 9，381–382 (2010)
图2. 反胶束示意图 。图片来自http://www.britannica.com
化妆品为什么需要表面活性剂？
常见的化妆品一般都是膏状或乳霜状的，其中既含有油也含有水，而且分散得非常均匀 。水油不相容，那如何能使它们在护肤品中和平共处呢？表面活性剂在这时就发挥了重要的作用——乳化作用（Emulsification） 。在水性环境中，表面活性剂形成胶束，把油的小颗粒包裹在胶束的中心，相当于在油颗粒外面套上了一件亲水的外衣，使它们能够自在又均匀地分散在水中，形成稳定的乳液（emulsion） 。而当乳液被涂到皮肤上时，这些胶束就会破裂，从而释放出油颗粒（通常即是化妆品的有效成分）被皮肤吸收 。
并非所有的化妆品有效成分都是油性的，有些有效成分是水溶性的，所以需要油和水的成分能够均一分布 。另外，纯油性的有效成分在纯品或浓度较高时很不美观，大概不会有人想把它们往脸上或身上涂；高浓度的有效成分也不能起到最佳的护肤效果——比如甘油可以保湿，但必须用水稀释，如果用纯甘油，非但不能保湿，反而会吸走皮肤里的水分 。所以，制作成乳液，不仅更美观，也适当稀释了有效成分，使得它们能发挥出更好的功效 。那么，我们能不能买回高浓度的护肤有效成分，等使用的时候再自己稀释呢？这种想法并不实际，因为这样非但不方便，水和油的比例也难以控制 。还是让制造化妆品的专业人士为我们代劳吧 。
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