防晒霜使用化学物质来保护人体皮肤，这些化学物质可以吸收或反射有害的紫外线，最常见的是二氧化钛或氧化锌，后者最出名的是救生员涂在鼻子上的白色物质。但似乎他们（和其他人）不必忍受这种白色污渍：通过将氧化锌缩小成一到一百纳米之间的微小粒子，可以使其变得透明——并且保持同样甚至更有效的防晒效果。（一纳米等于十亿分之一米，或 3.94 x 10-8 英寸——大约是 DNA 链大小的一半。）
虽然这对于注重形象的日光浴爱好者来说是理想的，但一些环保主义者认为，需要进行更多的研究来排除将化学物质缩小到纳米级比例可能带来的健康和环境风险，因为这会极大地改变它们的物理特性。例如，铅笔芯在缩小到纳米尺寸的原子簇时，会变得比钢更坚硬。
美国环境保护署 (EPA) 的神经毒理学家贝琳娜·维罗内西说：“问题是：‘一种在体量较大时如此无害的东西，如何在尺寸较小时变得如此危险？’”
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出于对这种不确定性的担忧，华盛顿特区的环保组织地球之友呼吁在进一步研究之前禁止在防晒霜中使用纳米粒子，并引用了本周发布的对防晒霜制造商进行的调查结果。
在接受调查的 128 家公司中，只有 38 家同意参与；在这些公司中，只有 9 家表示它们不在防晒霜中使用纳米粒子。 “最大的担忧是，任何时候你将某种东西缩小到纳米级，你实际上都在处理一套全新的反应性规则，而我们现在真的不了解这些规则，”地球之友健康与环境游说者伊恩·伊卢米纳托说，他是这项调查的负责人。“只是没有足够的研究让我们有信心这不会伤害人们。”
研究纳米级二氧化钛的维罗内西发现，它对小鼠体外脑细胞没有影响，但确实影响了来自动物神经系统的微胶质细胞（特化的免疫细胞）。在浓度仅为百万分之十的情况下，光活性二氧化钛纳米粒子渗透到微胶质细胞中，并导致它们产生自由基——带电的氧粒子——这些自由基在短期内具有保护作用，但当持续释放时会造成严重破坏，因为它们会损害健康细胞。
但维罗内西指出，她研究的纳米粒子不是最有可能用于防晒霜的纳米粒子。她研究的是光活性二氧化钛，这种纳米粒子被提议用于通过增强阳光效应来帮助分解污染地区的化学污染物。她说，防晒霜制造商更可能使用涂层二氧化钛纳米粒子，这种粒子旨在反射阳光。“我可以想象[公司]科学家不会想使用光活性产品，”维罗内西说。“那将是一个错误，因为那样你就会在你的皮肤上涂上一层很好的自由基生成物质。”
此外，尚不清楚纳米级二氧化钛或氧化锌如何从皮肤传递到肝脏或大脑等器官，从而可能造成损害。在过去十年中，政府、行业和独立研究人员进行的 15 项科学研究中，只有一项发现纳米粒子被兔子的皮肤吸收；即使使用电子显微镜，也没有检测到人体皮肤渗透。
尽管如此，这一发现表明，在较大尺寸下无害的化合物在纳米化后可能会暴露出阴暗面。地球之友抱怨说，还没有进行足够的研究来评估纳米粒子如何与各种防晒霜中的其他化学物质相互作用。“说纳米粒子无法穿透皮肤是为时过早的，”伊卢米纳托辩称。他表示，至少应该要求制造商在其包含纳米粒子的产品上贴上标签。
然而，研究二氧化钛和氧化锌的科学家发现，当化合物达到纳米级时，它们在阻挡紫外线方面最有效。它们是为数不多的能够同时屏蔽 UVA（导致皮肤皱纹）和 UVB（导致癌症）射线的化学物质之一，因此，可以抵御可能致命的皮肤癌。根据疾病控制和预防中心的数据，这种疾病每年影响约一百万美国人，而且这个数字还在持续增长，主要原因是紫外线照射。
因此，环境工作组 (EWG) 建议使用含有氧化锌或二氧化钛的防晒霜，无论是否是纳米级的。EWG 也更喜欢这些配方，因为研究表明，含有替代有机化学物质（如氧苯酮和辛氧酯）的防晒霜会渗入皮肤进入体内，在那里它们有时会表现得像雌激素一样，从而引发人类生殖系统异常活动等。此外，该组织表示，氧化锌和二氧化钛配方使用的其他化学物质较少，其中一些已知或怀疑会致癌并损害大脑或免疫系统。
在测试了大约 800 种不同的防晒霜后，EWG 发现，那些不含锌和钛的防晒霜“可能会平均加速 20% 的皮肤损伤、过早衰老皱纹和与 UVA 照射相关的紫外线诱导的免疫系统损伤。”
根本问题是缺乏信息：除了制造商之外，没有人知道他们产品中的确切成分，而且对于防晒霜中常用的绝大多数化学物质，几乎没有进行或记录安全测试。由于它们被归类为非处方药，美国食品和药物管理局 (FDA) 有权监管防晒霜中的活性成分（如保护皮肤的二氧化钛或氧化锌），但它不监管非活性成分，如防腐剂或润肤剂。相反，制造商必须通过自己的临床试验“证实”安全性，或者通过简单地在产品标签上贴上警告，说明尚未确定安全性，来避免整个过程。
英国皇家学会（英国国家科学院）三年前倡导对任何含有纳米粒子的化妆品进行同行评审、公众可访问的安全研究，一些美国立法者也敦促制定更严格的安全规则——但这一呼吁尚未得到重视。
美国食品和药物管理局上个月否决了关于个人护理产品中纳米粒子使用的新法规，并指出之前的研究表明，相同化合物的较大版本是安全的。“目前处理化妆品的法规非常薄弱，因为它们不要求对人类进行任何预先测试，”物理学家安德鲁·梅纳德说，他是伍德罗·威尔逊国际学者中心（一个由国会在 1968 年创建的华盛顿特区智库）新兴纳米技术项目首席科学顾问。“如果你带来一种比普通化学物质具有更多不确定性的新技术，它真的会把聚光灯放在这个问题上。”
美国环保署审查新化学品的毒性影响，但在 90 天的审查期内，缺乏评估纳米级化学品的全面数据。“我们越来越需要关于纳米材料环境和健康影响的数据，以帮助我们审查它们。当我们查看[来自公司和其他地方]的可用数据时，很明显，这些数据差异很大，”美国环保署化学品控制部门主管吉姆·威利斯说。“首要问题是数据可用性。”
美国环保署和国家卫生研究院的几个项目正在通过研究各种纳米粒子的健康和环境影响来填补这一空白。但资金匮乏。“我想在动物身上研究它，”美国环保署的维罗内西说。“为此，我们真的需要技术支持和资源，所以我们现在搁置了很多想法。”
研究人员说，最好的建议是远离阳光，尤其是在上午 10 点到下午 4 点之间阳光最强烈的时候。但如果你不能做到这一点，请务必使用防晒霜，以提供最广泛的紫外线防护，EWG 表示，主要由含有氧化锌的防晒霜提供。如果它是透明的，则可能含有该化合物的纳米级颗粒。但专家表示，患上可能致命的皮肤癌的风险大于此类纳米粒子带来的潜在危险。