“纳米（nm）”这个词对我们并不陌生，生活中常听到“纳米羊绒衫”“纳米洗衣机”等，纳米在现代高端产品中几乎无处不在。纳米是非常小的长度单位，1纳米 = 10亿分之1米。记住一个直观的概念——1根头发的直径大约是6万个纳米。纳米材料是在其三维结构中，至少有一维处于纳米尺度的材料，或是以这种纳米结构为单位构成的材料。典型的纳米尺度是1~100纳米，相当于10~100个原子紧密排列在一起。
莲花自古以来就被认为是纯洁的象征。它出淤泥而不染的原因是表面非常细致——结构与粗糙度均处在纳米尺度，从而不易沾水，且不会吸附尘土。
荷叶表面具有的超疏水（不沾水）和自清洁（不染尘）特性，被称为“莲花效应”。
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为什么会有这种“莲花效应”？它用传统的化学分子极性解释不通，从机械学的光洁度(粗糙度)角度来解释也不行。因为荷叶表面根本达不到机械意义上的光洁度，用手触摸就可以感到它的粗糙。随着科技的发展，在现代超高分辨率显微镜下可以清晰看到，荷叶上存在非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构：表面上有许多微小乳突，乳突的平均大小约10微米，平均间距约12微米。每个乳突由许多直径为200纳米左右的突起组成，即在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满茸毛，在“山包”顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。“山包”间的凹陷部分充满着空气，从而紧贴叶面形成一个厚度在纳米尺度的极薄空气层，这使得尺寸远大于这一结构的灰尘、水滴等落在菏叶上后，其实与叶面尚隔了一层极薄的“浮云”，尘和水只能同“山包”的凸顶之间形成若干接触点。水在自身表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是荷叶自洁的奥妙所在。（图源：pixabay）
模仿荷叶自洁的特性，应用表面纳米结构的技术，可开发出自洁、抗污的纳米涂料。经过超双疏（疏水、疏油）技术处理的各种纺织材料（棉、麻、丝、毛、绒、混纺、化纤），不仅显示出卓越的疏水疏油性能，保留了原有织物的各种性能（纤维强度、染料亲和性、耐洗涤性、透气性、皮肤亲和性），还增加了杀菌、防辐射、防霉等特殊效果。利用这种原理，中科院化学所最早发明了仿荷叶结构的防水纳米布。用这种纳米技术处理玻璃，做成表面不平的结构，玻璃就不会结雾，不会沾水。利用纳米技术处理涂料，物体涂上此涂料也将拥有自洁的效果。不难想象，这种纳米技术的普及将使世界为之改观——不会脏的地板、墙壁和不受灰尘阻挠的无线电通信等发明会大批涌现，人类的生活也会更加舒适。落在纳米织物上的水珠（图源：pixabay）
纳米技术的出现，也给美容日化行业带来了一股新鲜的活力，纳米化妆品成功吸引了世人的眼球，一时间成为新宠。采用纳米技术研制的化妆品，其独到之处在于，它能把化妆品的有效成分特殊处理成纳米尺度的微小结构，使其顺利渗透到皮肤内层，产生护肤、和疗肤的效果。另外还有化妆品业界的钻石级成分——富勒烯，它是由60个碳原子构成的分子，形似足球，因此又名足球烯，被誉为“纳米”王子。
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生活中我们不难发现，一个苹果切开后暴露在空气中很快就会被氧化变黄，如同金属被氧化生锈。
同样由于外部环境中的紫外线、烟尘雾霾等，以及人体自身的新陈代谢、食用药物、心理压力过大，还有不良的生活作息比如抽烟喝酒、通宵熬夜等都会促使人体内不断产生自由基（即活性氧，缺少一个电子的氧分子）。自由基的活性强，很容易与其他物质发生氧化，攻击皮肤细胞、破坏胶原蛋白，让肌肤失去光泽和弹性、产生皱纹或衰老。更严重的时候，会激活体内的色素细胞，将酪氨酸转变成黑色素，导致色素沉淀产生色斑。可以说自由基是皮肤衰老的直接源头，想要彻底抗衰，清除自由基是关键，而抗氧化之王——富勒烯，其强大的清除自由基功能也就使其成为了化妆品界的明星成分，使得富勒烯作为活性成分在护肤品上得以应用。富勒烯（图源：pixabay）
富勒烯之所以能成为化妆界追捧的新星，主要是有以下几点优秀的物化性质：- 富勒烯具有坚固的立体笼式结构，这决定了它钻石一般的稳定性，无惧紫外线、光、热和酸碱；
- 富勒烯通过和自由基结合，形成富勒烯-自由基复合物，当结合的自由基数量为偶数时，自由基之间会相互猝灭并脱离，富勒烯分子会恢复初始状态，周而复始地继续作用。
（图源：science）
关于富勒烯在清除自由基方面的功效目前已有近3万篇论文被发表，近3千个专利获得了认可。正因如此，21世纪以来富勒烯开始被用作化妆品原料，具有抗皱、美白、预防衰老的卓越价值，成为备受瞩目的尖端美容成分，目前许多高端护肤品品牌都含有富勒烯成分。古人用“飘若浮云，矫若惊龙”形容王羲之的书法，并以之评价一个人的风骨。现在我们知道，这八个字似乎也贴切反映了纳米材料轻灵稳健的性能。
来源：科学媒介中心