一层脂质覆盖我们的皮肤，并通过它帮助我们的皮肤保持水分并保持健康。在脂质层中，称为神经酰胺的化合物与胆固醇，脂肪酸和水形成“层状凝胶”。层状凝胶是稠的，不易流动且可以容纳大量水的混合物。因此，天然神经酰胺是保持皮肤水分的重要因素。可以通过将称为表面活性剂的化合物与脂肪醇和水混合来配制一种称为“α-凝胶”的层状凝胶。正如您可能已经从这种解释中猜到的那样，α-凝胶广泛用于护肤产品(如护肤霜)中。

在《胶体与表面A》上发表的一项新研究中，由东京科学大学和日本三好油脂公司的科学家在酒井健一博士的带领下，使用油酸类表面活性剂合成了α-凝胶，可能用于护肤产品。这是他们先前开发的表面活性剂，其结构类似于天然神经酰胺(均为具有两个尾巴的两亲物)。kai井博士说：“我对使用双子表面活性剂(两尾和两头表面活性剂)是否可以制备α-凝胶及其结构和物理性质感兴趣。”

准备好α凝胶后，酒井博士及其团队使用了一种称为小角度和广角X射线散射(SWAXS)的技术，另一种称为核磁共振(NMR)光谱的技术以及一台光学显微镜来确认其特性。 。为此，他们制备了几种包含不同摩尔比的油酸类表面活性剂，水和1-十四烷醇(脂肪醇)的混合物。这些发现确实令人满意。

SWAXS测量揭示了α-凝胶的典型层状或片状结构：分子彼此堆叠，使得垂直横截面的分子以直线排列，水平横截面可能呈六边形。这意味着制备的混合物形成α-凝胶。即使按重量计90%的混合物是水，结构仍保持高度有序。

当科学家进一步分析SWAXS测量结果时，他们发现增加混合物中脂肪醇的摩尔含量会增加α-凝胶堆叠结构中分子“双层”之间的空间。双层是一对分子层，其中两层的尾端彼此指向。α凝胶的特性是水填充了这些双层之间的空间。在这种情况下，科学家认为双层之间空间的增加一定是因为其中填充了更多的水。

然后，NMR光谱显示脂肪醇摩尔含量的增加也引起分子双层内质子运动的减少，这与已知的层状凝胶的特征一致。

酒井博士和他的团队还意识到，已知α-凝胶体系会表现出“剪切稀化”，即，当将它们压在表面上并拖动时，它们会像在墙壁上涂抹一团油漆一样均匀地散开用刷子。研究中的所有混合物均显示出剪切稀化，因此科学家们通过光学显微镜观察了原因。他们发现，随着脂肪醇含量的增加，α-凝胶的结构发生了逐步而具体的变化。先前研究的报告告诉他们，这种特定的结构变化导致α凝胶变得与剪切稀化所需的厚度一样厚。

因此，总的来说，所制备的α-凝胶具有保持水并均匀分布在表面上的能力，使其适用于护肤产品，例如护肤霜。此外，基于油酸的表面活性剂易于溶于水，因此其生产更加容易，而且能源成本较低。酒井博士解释说：“这是一种环保的功能性有机材料，因为即使少量添加，其表面化学功能也不会低于传统表面活性剂。”