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本文聚焦化妆品中的泡沫，探讨其在清洁、摩擦、涂层方面的新趋势。介绍了泡沫的形成、稳定性等，分析了其在不同化妆品中的应用，如清洁产品、剃须泡沫等，还阐述了泡沫与皮肤、头发的相互作用，为化妆品研发提供参考。
引言
在化妆品领域，泡沫和气泡有着独特价值。从日常的泡泡浴、洗发水使用过程中，就能发现泡沫有着有趣特性。当手从泡泡浴中拿出，皮肤上的泡沫会附着且不易流动、消失慢，呈现半固体状态；洗发水揉搓时能产生大量泡沫，冲洗时又消失不见。这些现象表明，泡沫的流变学特性在工业生产，尤其是化妆品行业中被广泛应用。它不仅是产品感官体验的关键因素，还能作为清洁程度的指标，甚至是活性成分沉积的载体。
泡沫本质上是气相分散在液相、粘弹性或固相中形成的结构。从热力学角度看，这种结构不稳定，会发生排水、粗化和聚并等动态变化过程。表面活性剂以及两亲性分子对泡沫的形成速度、体积、结构和稳定性起着关键作用，是优化清洁产品性能的重要参数。近十五年，科研团队在研究含表面活性剂溶液的起泡特性方面取得进展，探索出宏观性质与微观现象、成分之间的联系，同时也在尝试通过使用纳米颗粒、聚合物等方法延长泡沫的长期稳定性。不过，泡沫稳定性的研究仍有提升空间，比如在微重力条件下研究湿泡沫粗化，虽困难但能避免排水干扰。
在化妆品中，泡沫常见于头发、身体清洁产品以及面部洁面产品中。消费者除了关注清洁效果，还注重使用体验，像快速产生泡沫、泡沫丰富细腻且有柔软的冲洗感等。此外，泡沫还能辅助产品在头发上均匀分布、提高其在皮肤上的铺展性，给消费者轻盈的感觉。目前，化妆品行业越来越倾向于使用更环保、可持续的配方，减少合成或石化来源成分的使用，增加生物相容性和可生物降解成分，如生物表面活性剂等。除清洁产品外，泡沫因其轻盈、易铺展、覆盖率高等特点，在剃须泡沫、头发造型、染发、面部彩妆以及皮肤和头皮治疗等领域都有应用，但泡沫产品在包装（如气雾剂包装）的可持续性以及从运输到储存、使用全过程的稳定性方面，仍面临挑战。
皮肤和头发是化妆品泡沫作用的主要人体部位。皮肤作为人体最大的器官，是多层组织，包括角质层（SC）、表皮和真皮。角质层是皮肤最外层，由紧密排列的角质细胞和内源性脂质组成，其表面还有皮脂，使得皮肤表面结构复杂。皮肤表面有固有纹理，这些纹理对化妆品的铺展和摩擦学行为有重要影响。头发由直径约 60μm 的圆柱形纤维构成，一个人头部毛发众多，表面积大。头发的触觉感知和质量受其表面（角质层）状态影响，角质层细胞特殊的鳞片排列方式，不仅影响触感，还影响液体在头发表面的铺展。
表面活性剂的存在和性质会改变液体 / 气体的流体动力学边界条件，进而影响泡沫的整体流变学特性以及固体 - 液体界面的摩擦力，这对清洁效果和泡沫在皮肤上的移动感知至关重要。当固体与泡沫接触时，会形成复杂的应力，其形成机制复杂，导致固体 - 液体界面的应力传递也很复杂。本文旨在探讨泡沫与生物底物接触时的科学原理及其在化妆品应用中的前景，后续将分别从清洁产品和泡沫沉积两个方面展开讨论。
泡沫清洁
清洁过程是一个复杂的物理化学过程，涉及多种协同机制，主要由表面活性剂发挥化学作用。在化妆品清洁产品中，泡沫的清洁能力十分关键。泡沫的产生和性质与表面活性剂密切相关，不同类型的表面活性剂会产生不同特性的泡沫。例如，硫酸化表面活性剂因良好的起泡性和易通过加盐增稠形成蠕虫状胶束的特点，被广泛应用；而在针对亚洲市场的面部洁面产品中，肥皂或氨基酸表面活性剂因其能产生更浓密、细腻的泡沫而更受青睐。阳离子聚合物可用于头发护理和增强泡沫效果，悬浮或增稠剂则能控制产品质地、稳定颗粒。泡沫在清洁过程中，不仅能去除皮肤和头发表面的污垢、多余皮脂和油脂，其特殊的结构和性质还能在一定程度上影响清洁效果。研究泡沫的清洁特性，有助于优化清洁产品配方，提高清洁效率，为消费者提供更好的清洁体验。
泡沫摩擦学
Marchand 等人研究发现，泡沫在不同表面的摩擦行为不同。在光滑表面或表面粗糙度远小于泡沫平台边界时，会发生滑动，此时泡沫与表面间摩擦力较小，遵循与光滑表面类似的摩擦定律；当表面粗糙度与泡沫平台边界尺寸相近时，则会出现粘滑运动，泡沫会间歇性地粘附和滑动。这种摩擦行为与泡沫在皮肤和头发表面的实际应用密切相关。例如，在皮肤清洁过程中，泡沫的摩擦特性会影响清洁时的手感和清洁效果；在头发护理产品中，合适的摩擦特性有助于产品更好地在头发上分布和发挥作用。了解泡沫的摩擦学行为，对于改善化妆品泡沫的清洁性能和感官体验具有重要意义，能够为化妆品的配方设计和性能优化提供科学依据。
结论和展望
近年来，关于泡沫生成、稳定性和物理性质的基础研究取得了显著进展，尤其是在表面活性剂溶液和气凝胶方面。这些研究成果已为化妆品行业带来实际益处，优化了产品性能和稳定性，也为可持续发展的创新产品奠定了基础。然而，仍需进一步开展基础研究，深入理解泡沫在化妆品应用中的各种机制，如更精确地掌握泡沫与生物底物相互作用的细节，探索如何进一步提高泡沫产品的可持续性等，从而推动化妆品行业不断发展，满足消费者对高品质、环保化妆品的需求。
