防曬霜使用化學物質來保護人體皮膚，這些化學物質可以吸收或反射有害的紫外線，最常見的是二氧化鈦或氧化鋅，後者最出名的是救生員塗在鼻子上的白色物質。但似乎他們（和其他人）不必忍受這種白色汙漬：透過將氧化鋅縮小成一到一百奈米之間的微小粒子，可以使其變得透明——並且保持同樣甚至更有效的防曬效果。（一奈米等於十億分之一米，或 3.94 x 10-8 英寸——大約是 DNA 鏈大小的一半。）
雖然這對於注重形象的日光浴愛好者來說是理想的，但一些環保主義者認為，需要進行更多的研究來排除將化學物質縮小到奈米級比例可能帶來的健康和環境風險，因為這會極大地改變它們的物理特性。例如，鉛筆芯在縮小到奈米尺寸的原子簇時，會變得比鋼更堅硬。
美國環境保護署 (EPA) 的神經毒理學家貝琳娜·維羅內西說：“問題是：‘一種在體量較大時如此無害的東西，如何在尺寸較小時變得如此危險？’”
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出於對這種不確定性的擔憂，華盛頓特區的環保組織地球之友呼籲在進一步研究之前禁止在防曬霜中使用奈米粒子，並引用了本週釋出的對防曬霜製造商進行的調查結果。
在接受調查的 128 家公司中，只有 38 家同意參與；在這些公司中，只有 9 家表示它們不在防曬霜中使用奈米粒子。 “最大的擔憂是，任何時候你將某種東西縮小到奈米級，你實際上都在處理一套全新的反應性規則，而我們現在真的不瞭解這些規則，”地球之友健康與環境遊說者伊恩·伊盧米納託說，他是這項調查的負責人。“只是沒有足夠的研究讓我們有信心這不會傷害人們。”
研究奈米級二氧化鈦的維羅內西發現，它對小鼠體外腦細胞沒有影響，但確實影響了來自動物神經系統的微膠質細胞（特化的免疫細胞）。在濃度僅為百萬分之十的情況下，光活性二氧化鈦奈米粒子滲透到微膠質細胞中，並導致它們產生自由基——帶電的氧粒子——這些自由基在短期內具有保護作用，但當持續釋放時會造成嚴重破壞，因為它們會損害健康細胞。
但維羅內西指出，她研究的奈米粒子不是最有可能用於防曬霜的奈米粒子。她研究的是光活性二氧化鈦，這種奈米粒子被提議用於透過增強陽光效應來幫助分解汙染地區的化學汙染物。她說，防曬霜製造商更可能使用塗層二氧化鈦奈米粒子，這種粒子旨在反射陽光。“我可以想象[公司]科學家不會想使用光活性產品，”維羅內西說。“那將是一個錯誤，因為那樣你就會在你的皮膚上塗上一層很好的自由基生成物質。”
此外，尚不清楚奈米級二氧化鈦或氧化鋅如何從皮膚傳遞到肝臟或大腦等器官，從而可能造成損害。在過去十年中，政府、行業和獨立研究人員進行的 15 項科學研究中，只有一項發現奈米粒子被兔子的皮膚吸收；即使使用電子顯微鏡，也沒有檢測到人體皮膚滲透。
儘管如此，這一發現表明，在較大尺寸下無害的化合物在奈米化後可能會暴露出陰暗面。地球之友抱怨說，還沒有進行足夠的研究來評估奈米粒子如何與各種防曬霜中的其他化學物質相互作用。“說奈米粒子無法穿透皮膚是為時過早的，”伊盧米納託辯稱。他表示，至少應該要求製造商在其包含奈米粒子的產品上貼上標籤。
然而，研究二氧化鈦和氧化鋅的科學家發現，當化合物達到奈米級時，它們在阻擋紫外線方面最有效。它們是為數不多的能夠同時遮蔽 UVA（導致皮膚皺紋）和 UVB（導致癌症）射線的化學物質之一，因此，可以抵禦可能致命的皮膚癌。根據疾病控制和預防中心的資料，這種疾病每年影響約一百萬美國人，而且這個數字還在持續增長，主要原因是紫外線照射。
因此，環境工作組 (EWG) 建議使用含有氧化鋅或二氧化鈦的防曬霜，無論是否是奈米級的。EWG 也更喜歡這些配方，因為研究表明，含有替代有機化學物質（如氧苯酮和辛氧酯）的防曬霜會滲入皮膚進入體內，在那裡它們有時會表現得像雌激素一樣，從而引發人類生殖系統異常活動等。此外，該組織表示，氧化鋅和二氧化鈦配方使用的其他化學物質較少，其中一些已知或懷疑會致癌並損害大腦或免疫系統。
在測試了大約 800 種不同的防曬霜後，EWG 發現，那些不含鋅和鈦的防曬霜“可能會平均加速 20% 的皮膚損傷、過早衰老皺紋和與 UVA 照射相關的紫外線誘導的免疫系統損傷。”
根本問題是缺乏資訊：除了製造商之外，沒有人知道他們產品中的確切成分，而且對於防曬霜中常用的絕大多數化學物質，幾乎沒有進行或記錄安全測試。由於它們被歸類為非處方藥，美國食品和藥物管理局 (FDA) 有權監管防曬霜中的活性成分（如保護皮膚的二氧化鈦或氧化鋅），但它不監管非活性成分，如防腐劑或潤膚劑。相反，製造商必須透過自己的臨床試驗“證實”安全性，或者透過簡單地在產品標籤上貼上警告，說明尚未確定安全性，來避免整個過程。
英國皇家學會（英國國家科學院）三年前倡導對任何含有奈米粒子的化妝品進行同行評審、公眾可訪問的安全研究，一些美國立法者也敦促制定更嚴格的安全規則——但這一呼籲尚未得到重視。
美國食品和藥物管理局上個月否決了關於個人護理產品中奈米粒子使用的新法規，並指出之前的研究表明，相同化合物的較大版本是安全的。“目前處理化妝品的法規非常薄弱，因為它們不要求對人類進行任何預先測試，”物理學家安德魯·梅納德說，他是伍德羅·威爾遜國際學者中心（一個由國會在 1968 年建立的華盛頓特區智庫）新興奈米技術專案首席科學顧問。“如果你帶來一種比普通化學物質具有更多不確定性的新技術，它真的會把聚光燈放在這個問題上。”
美國環保署審查新化學品的毒性影響，但在 90 天的審查期內，缺乏評估奈米級化學品的全面資料。“我們越來越需要關於奈米材料環境和健康影響的資料，以幫助我們審查它們。當我們檢視[來自公司和其他地方]的可用資料時，很明顯，這些資料差異很大，”美國環保署化學品控制部門主管吉姆·威利斯說。“首要問題是資料可用性。”
美國環保署和國家衛生研究院的幾個專案正在透過研究各種奈米粒子的健康和環境影響來填補這一空白。但資金匱乏。“我想在動物身上研究它，”美國環保署的維羅內西說。“為此，我們真的需要技術支援和資源，所以我們現在擱置了很多想法。”
研究人員說，最好的建議是遠離陽光，尤其是在上午 10 點到下午 4 點之間陽光最強烈的時候。但如果你不能做到這一點，請務必使用防曬霜，以提供最廣泛的紫外線防護，EWG 表示，主要由含有氧化鋅的防曬霜提供。如果它是透明的，則可能含有該化合物的奈米級顆粒。但專家表示，患上可能致命的皮膚癌的風險大於此類奈米粒子帶來的潛在危險。