综述：纳米材料在化妆品中的应用：通过创新与科学转变美容

本综述系统探讨了纳米材料在化妆品领域的应用进展，重点分析了纳米颗粒（NPs）在提升产品稳定性、功效性及多功能性方面的核心优势。文章涵盖了有机/无机纳米材料分类、皮肤渗透机制、控释技术及在防晒（TiO2/ZnO NPs）、抗衰老等领域的应用，同时指出其毒性风险与监管挑战，为纳米化妆品可持续发展提供前瞻视角。

　　

Historical development of nanotechnology in cosmetics

纳米技术在化妆品中的历史发展可追溯至古代文明时期，但现代纳米化妆品的演进与纳米技术研究的整体轨迹同步，逐步从科学探索转向广泛的商业应用。这一转变过程中，纳米材料凭借其独特的物理化学性质（如高比表面积、增强反应活性）推动了化妆品配方从天然成分向科学工程化设计的跨越。

Classification of nanomaterials in cosmetics

纳米材料在化妆品中主要分为有机和无机纳米颗粒（NPs）两大类。有机类包括脂质体、纳米乳剂（NEs）、聚合物纳米颗粒等；无机类则涵盖金属氧化物（如TiO₂、ZnO）、量子点及碳基材料（如富勒烯、碳纳米管）。这些材料按维度可分为零维（0D）纳米颗粒、一维（1D）纳米结构（如纳米管）、二维（2D）材料（如石墨烯）和三维（3D）多孔纳米结构，各自在配方设计中提供独特的功能优势。

Penetration in skincare products

纳米材料在护肤品中的核心机制在于其增强的皮肤屏障穿透能力。皮肤最外层的角质层（SC）由角化细胞和高度有序的脂质基质构成，是 percutaneous absorption 的主要屏障。纳米颗粒因其小尺寸和高表面活性，能更有效地穿透角质层，抵达更深皮肤层，从而提升活性成分（如抗氧化剂、保湿因子）的生物利用度。这种穿透性尤其适用于抗衰老产品、保湿霜和防晒剂，可实现靶向递送并减少副作用。

Applications of nanomaterials in cosmetic industry

纳米材料在化妆品工业中的应用极为广泛：在防晒产品中，TiO₂和ZnO NPs 通过纳米化显著提升UV防护效率；在抗衰老配方中，脂质体和纳米胶囊可实现活性成分的控释与深层渗透；在 oral care、haircare（包括洗涤、护理和染发）及 decorative cosmetics 中，纳米材料改善 texture、稳定性和 aesthetic appeal。此外，纳米晶体技术用于分散难溶性活性成分（如水杨酸），大幅缩短工业生产时间并提高配方均匀性。

Dispersion of insoluble actives, reducing industrial production time

纳米技术的关键应用之一是改善难溶性活性成分的分散性。以水杨酸为例，其在水中的溶解度极低（20°C时为0.2g/100mL），传统配方中易导致生产延迟。纳米化技术通过形成纳米晶体或纳米乳剂，显著提高其分散度和生物利用度，从而优化工业生产流程，减少能耗和时间成本。

Challenges and concerns in nanocosmetics

纳米化妆品的应用面临多重挑战：毒性风险首当其冲。纳米颗粒可能损伤细胞膜、蛋白质、RNA和DNA，并诱发氧化应激和炎症反应。银、铜、TiO₂、富勒烯和碳纳米管等材料均显示对 human cells 的潜在危害。此外，纳米材料的大规模环境释放可能污染水、空气和土壤，而监管框架的缺失（如无需强制性临床试验）进一步加剧了安全隐忧。

Regulations and safety assessment of nanomaterials in cosmetics

目前，纳米化妆品的监管体系仍较薄弱。欧盟和美国FDA虽已发布相关指南，但许多产品上市前缺乏 rigorous safety evaluation。安全评估需聚焦于纳米材料的穿透性、积累性和长期毒性，并推动“安全设计（safe-by-design）”策略和风险评估框架，以平衡创新与消费者安全。

Nanocosmetics and consumer trust

消费者对纳米化妆品的信任度至关重要。标签中的“nano”字样常引发对毒性和监管不足的担忧。建立信任需通过清晰标注、公众教育和透明沟通，确保消费者认知其真实益处与风险。

Future trends in nanotechnology for cosmetics

未来趋势指向智能化妆品（intelligent cosmetics）的开发，如响应环境刺激（如pH、温度）的纳米系统。同时，绿色合成方法和可生物降解纳米材料成为研究热点，以应对可持续发展需求。循环经济方法和 eco-friendly nanomaterials 将逐步整合至产品设计中。

Environmental and sustainability aspects of nanocosmetics

纳米化妆品的环境影响显著，纳米废物（nano-waste）的不当处理可能导致水、土壤和空气污染。可持续性方案包括开发可降解纳米材料、减少生产过程中的能源消耗，以及实施循环经济策略，以最小化生态足迹。

Conclusions

纳米技术彻底变革了化妆品行业，通过有机、脂质基、聚合物、晶体和无机纳米颗粒等先进结构，实现了增强皮肤穿透、控释和高生物利用度等功能。尽管在防晒、抗衰老和护发等领域应用广泛，但其安全性和环境 impact 仍需严格监管和持续研究。未来，结合可持续实践和智能设计，纳米技术有望推动下一代化妆品的创新与负责任发展。

CRediT authorship contribution statement

N. B. Singh: 综述撰写、审核、监督与概念化；Ahmed Abdala: 数据可视化与形式分析；Israt Jahan: 资源整合与原始草案撰写；Md. Abu Bin Hasan Susan: 资源提供与最终审核。

Declaration of Competing Interest

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本研究。