1987年，當(dāng)法國(guó)化學(xué)家萊恩憑借“超分子化學(xué)”獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)時(shí)，可能誰(shuí)也不會(huì)想到，這一科研成果，最終會(huì)應(yīng)用到化妝品原料研發(fā)領(lǐng)域。
何為“超分子化學(xué)”？按照萊恩的解釋?zhuān)?/span>研究?jī)煞N以上的化學(xué)物種通過(guò)分子間力相互作用締結(jié)而成的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系的科學(xué)。如果應(yīng)用于護(hù)膚，能夠在精準(zhǔn)遞送、促滲緩釋、強(qiáng)化功效性和穩(wěn)定等層面發(fā)揮不小的優(yōu)勢(shì)。
目前，超分子技術(shù)在全球泛健康領(lǐng)域已有廣泛的研究和應(yīng)用，諸如英國(guó)牛津大學(xué)、葡萄牙阿威羅大學(xué)、印度加爾各答大學(xué)、加拿大麥吉爾大學(xué)、美國(guó)哈佛大學(xué)、日本九州大學(xué)等國(guó)際高校，意大利諾斯股份、瑞士奇華頓、法國(guó)嘉法獅、德國(guó)贏創(chuàng)、日本資生堂等世界知名企業(yè)，對(duì)此皆有相關(guān)投入。
而在中國(guó)，主導(dǎo)這項(xiàng)技術(shù)研究與應(yīng)用的，則是深圳杉海創(chuàng)新技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)杉海創(chuàng)新）創(chuàng)始人張嘉恒。
在含能材料領(lǐng)域全球前十的科學(xué)家中，張嘉恒是唯一的中國(guó)人（世界排名第9）。專(zhuān)研超分子技術(shù)多年，他深諳其應(yīng)用價(jià)值，因而，除了做學(xué)術(shù)研究外，也于2017年創(chuàng)建杉海創(chuàng)新，推動(dòng)該技術(shù)成果的應(yīng)用。
如今，杉海創(chuàng)新應(yīng)用范圍已覆蓋醫(yī)療、食品添加劑、農(nóng)藥、寵物用獸藥、消殺、保健、美妝護(hù)膚、家清等生物新材料和大健康領(lǐng)域。借助這一平臺(tái)，張嘉恒正逐步推動(dòng)超分子技術(shù)在化妝品行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。
將軍工科技應(yīng)用至化妝品原料改性
張嘉恒有很多頭銜，除了杉海創(chuàng)新創(chuàng)始人外，還是哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授/博士生導(dǎo)師、國(guó)家特聘專(zhuān)家、深圳市諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)室索維奇智能新材料實(shí)驗(yàn)室核心成員。
張嘉恒也有很多標(biāo)簽，國(guó)家海外高層次人才、福布斯海歸菁英100人、廣東省珠江人才、深圳孔雀計(jì)劃B類(lèi)人才等。
就在近日，他還成功入選由美國(guó)斯坦福大學(xué)與愛(ài)思唯爾數(shù)據(jù)庫(kù)（Elsevier）聯(lián)合發(fā)布的“2023全球前2%頂尖科學(xué)家榜單”（第六版）。
這些榮譽(yù)背后，起支撐作用的，便是其在超分子材料研究上的突出造詣。
如何形容超分子技術(shù)呢？張嘉恒將其比喻成排兵布陣。
比如有100個(gè)士兵，包括騎兵、步兵、弓箭手3類(lèi)兵種，一種陣型是“騎兵在前，步兵居中，弓箭手隨后”，另一種陣型是“弓箭手在前，步兵居中，騎兵隨后”，相較而言，肯定是前者進(jìn)攻性更強(qiáng)。
同樣的道理，超分子技術(shù)就是把看似雜亂無(wú)章的分子構(gòu)型，排列成特定的結(jié)構(gòu)，使其形成性能更強(qiáng)的整體。
將超分子技術(shù)應(yīng)用于化妝品原料改性之前，張嘉恒其實(shí)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行過(guò)嘗試。比如植物化學(xué)、農(nóng)藥和獸藥的改性等。更令人意外的是，他在美國(guó)愛(ài)達(dá)荷大學(xué)工作時(shí)，還曾將離子液體技術(shù)運(yùn)用于航天領(lǐng)域、火箭推進(jìn)燃料領(lǐng)域，并從事過(guò)炸藥的超分子開(kāi)發(fā)。后來(lái)到了日本橫濱國(guó)立大學(xué)，則運(yùn)用超分子技術(shù)，開(kāi)發(fā)過(guò)電解液這種新能源材料，有納米材料、新能源和電催化領(lǐng)域的科研工作經(jīng)驗(yàn)。
單看這樣的經(jīng)歷，似乎很難讓人把他和化妝品原料結(jié)合起來(lái)。但材料技術(shù)上的相通性，讓其在回國(guó)后，能夠順利地以此前的科研積累，將開(kāi)發(fā)方向轉(zhuǎn)移到生物材料上。
原來(lái)，超分子結(jié)構(gòu)在自然界非常普遍，酶及其底物、激素及其受體等蛋白質(zhì)、線粒體內(nèi)膜上的能量轉(zhuǎn)化單位、核酸、冠醚與某些金屬的包合物，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，血紅蛋白運(yùn)輸氧氣分子等，都是通過(guò)分子間作用力結(jié)合的超分子結(jié)構(gòu)。按照這樣的邏輯，以超分子技術(shù)對(duì)化妝品原料進(jìn)行優(yōu)化改性，完全是可行的。
而且，化妝品原料存在的一些技術(shù)壁壘，也讓超分子在該領(lǐng)域的應(yīng)用成為必然。
在布局泛健康領(lǐng)域過(guò)程中，張嘉恒發(fā)現(xiàn)，很多化妝品原料在生產(chǎn)過(guò)程中，容易產(chǎn)生雜質(zhì)多、生物毒性大、生物利用率低、周期長(zhǎng)、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，這就使得配方應(yīng)用具有一定的局限性。而如果能夠利用超分子技術(shù)改變其性能，局限性就能被打破。
這種認(rèn)知，最終促成杉海創(chuàng)新的超分子技術(shù)在化妝品原料改性上“大展拳腳”。
超分子“智”組裝的6大應(yīng)用
當(dāng)然，張嘉恒能夠進(jìn)入化妝品原料領(lǐng)域，也有情懷使然。
他指出，此前日化行業(yè)屬于精細(xì)化工，很少有材料學(xué)或頂尖科研團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于這一板塊，而是流向了尖端技術(shù)聚焦的醫(yī)藥、生命科學(xué)等領(lǐng)域。但實(shí)際上，“相比其他領(lǐng)域，化妝品行業(yè)更缺技術(shù)，也更需要技術(shù)”。這讓他覺(jué)得，自己的研究成果有很大應(yīng)用空間。
根據(jù)化妝品原料的特點(diǎn)與需求，結(jié)合超分子化學(xué)和分子自組裝，張嘉恒帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，最終開(kāi)發(fā)出了超分子“智”組裝技術(shù)。
何為“分子自組裝”呢？
按照他的解釋?zhuān)越M裝是由基本結(jié)構(gòu)單元（分子、納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料等）自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一個(gè)過(guò)程，是分子有序排列成高級(jí)結(jié)構(gòu)的一種方式，它廣泛存在于自然界中，是發(fā)揮各種復(fù)雜生物功能的基礎(chǔ)，在生命活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用。
而分子自組裝是非斷鍵重連的前沿綠色化學(xué)，可驅(qū)動(dòng)性質(zhì)相似的物質(zhì)相互聚集排列、性質(zhì)互補(bǔ)的物質(zhì)相互吸引結(jié)合，使物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和分子行為趨于一種最穩(wěn)定的狀態(tài)。
在張嘉恒的推動(dòng)下，杉海創(chuàng)新的超分子“智”組裝技術(shù)平臺(tái)衍生出6大應(yīng)用技術(shù)。
一是超分子共晶強(qiáng)化技術(shù)。該技術(shù)可通過(guò)篩選活性組分的最佳CP成分進(jìn)行共晶強(qiáng)化，從而降低原料的刺激性，增強(qiáng)溶解度和穩(wěn)定性，提升功能性和滲透性。諸如水楊酸、壬二酸、阿魏酸、甘草酸、腺苷、煙酰胺、4MSK等，都能通過(guò)這一技術(shù)進(jìn)行改性。
二是生物酶綠色催化技術(shù)。該技術(shù)的生物酶定向催化，可以超分子溶劑為底物，增強(qiáng)酶的活性，提升手性選擇，實(shí)現(xiàn)原料的高純度；工程菌綠色發(fā)酵可優(yōu)選特色植物，增強(qiáng)活性成分含量，提升整體功效；反膠束發(fā)酵技術(shù)可篩選特色菌種，發(fā)酵植物油，從而實(shí)現(xiàn)更多功效，改善膚感，增強(qiáng)吸收。
三是微脂囊包裹技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)離子液體（超分子材料之一）與脂質(zhì)體包裹、真皮層細(xì)胞靶向釋放、毛囊靶向釋放、炎癥因子響應(yīng)釋放，可將原料納米化，并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)遞送、長(zhǎng)效緩釋、降低刺激性、提升穩(wěn)定性和滲透性等效果。適用的原料包括蝦青素、光甘草定、維A類(lèi)、藍(lán)銅肽、生物素、神經(jīng)酰胺、植物精華油等。
四是NaDES定向萃取技術(shù)。該技術(shù)將分子印跡技術(shù)和天然超分子溶劑相結(jié)合，對(duì)植物活性成分高效萃取，萃取效率相比醇萃提升5倍，水萃提升20倍。適用的原料包括油橄欖（橄欖苦苷，羥基酪醇）、紅景天、藥用層孔菌、白睡蓮、極微小球藻等。
五是超導(dǎo)協(xié)同促滲技術(shù)。通過(guò)超分子溶劑，協(xié)同促滲大分子/水溶性/難吸收成分，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，使生物利用度提升5-7倍。適用的原料包括膠原蛋白、玻色因、藍(lán)銅肽、六勝肽、復(fù)合肽、β-葡聚糖等。
六是勝肽分級(jí)自組裝技術(shù)。針對(duì)氨基酸鏈和多肽的多級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定向調(diào)控，自組裝短肽、超分子多肽，可增強(qiáng)穩(wěn)定性和耐熱性，降低毒性和免疫應(yīng)激，促進(jìn)吸收，協(xié)同增效等。適用的原料包括超分子肌肽、酵母蛋白肽等。
其中，超分子共晶強(qiáng)化技術(shù)、NaDES定向萃取技術(shù)、超導(dǎo)協(xié)同促滲技術(shù)、勝肽分級(jí)自組裝技術(shù)皆為行業(yè)首創(chuàng)。對(duì)此，張嘉恒頗以為傲。
從泛健康到泛工業(yè)，未來(lái)目標(biāo)是“星辰大?！?/span>
技術(shù)驅(qū)動(dòng)型企業(yè)的一個(gè)最大特點(diǎn)，是在研發(fā)層面不吝投入。杉海創(chuàng)新也一樣。
截至現(xiàn)在，張嘉恒已組建起超過(guò)100人的全職研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并建造了年產(chǎn)量千噸級(jí)超分子生物材料的生產(chǎn)線及多個(gè)配套工廠。其中，在韶關(guān)自建了占地3萬(wàn)平方米的產(chǎn)業(yè)園，以推進(jìn)自產(chǎn)活性原料工程。
“能夠規(guī)?；慨a(chǎn)，能夠降低材料的應(yīng)用成本，這就是產(chǎn)業(yè)化的第一步?！敝T多投入對(duì)于自研成果產(chǎn)業(yè)化的意義不言而喻。
為強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)實(shí)力，杉海創(chuàng)新還聯(lián)合敷爾佳、UNISKIN優(yōu)時(shí)顏、UNILIPO研之有理3大品牌，與索維奇深圳市諾獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)室建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，共同探索超分子技術(shù)在護(hù)膚領(lǐng)域的應(yīng)用。
在檢測(cè)方面，張嘉恒透露，公司每個(gè)年都會(huì)邀請(qǐng)3000位志愿者做產(chǎn)品的功效檢測(cè)。其成立的璞嘉功效評(píng)價(jià)檢測(cè)中心，是全國(guó)首批通過(guò)T/SHRH 006-2018、T/SHRH 015-2018團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室。
他約莫估算了一下，以技術(shù)研發(fā)實(shí)力為基礎(chǔ)，杉海創(chuàng)新針對(duì)化妝品原料所做的超分子改性成果已有100余種，“理論上，所有中國(guó)成分都可以”。
在與《美妝原料圈》的溝通中，張嘉恒時(shí)不時(shí)顯露出更大的設(shè)想和抱負(fù)?？吹贸鰜?lái)，僅僅一個(gè)化妝品原料領(lǐng)域，并不能承載其技術(shù)應(yīng)用的宏圖。“很多人把我們定義成化妝品原料企業(yè)，其實(shí)我們沒(méi)有局限于此，確切點(diǎn)說(shuō)，應(yīng)該是涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域的新材料公司。”
今年，杉海創(chuàng)新的更名（前身叫深圳萱嘉生物科技有限公司），正體現(xiàn)了這樣的追求。張嘉恒告訴《美妝原料圈》，“杉?！敝C音《山海經(jīng)》中的“山海”，意思是要更有想象力，不要被框架限制；“創(chuàng)新”則表明我們主張技術(shù)驅(qū)動(dòng)，不希望做跟隨者，而是要做引領(lǐng)者。
“星辰大海才是我們團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。”說(shuō)出這句話時(shí)，他的雙眼泛著光。
接下來(lái)，杉海創(chuàng)新要向泛健康領(lǐng)域發(fā)力，諸如醫(yī)藥、器械、食品、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領(lǐng)域，已經(jīng)有一些合作的案例在推進(jìn)。
再進(jìn)一步的布局，則是泛工業(yè)。比如光伏儲(chǔ)能、充電業(yè)務(wù)等新能源，以及軍工航天、生物材料、疾病診療、分子機(jī)器等。對(duì)于張嘉恒而言，盡可能廣地將技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，方能實(shí)現(xiàn)自己的理想。
“志高者，意必遠(yuǎn)?！边@句話，用來(lái)形容他的理想再合適不過(guò)了。
也許多年以后，懷揣著高遠(yuǎn)志向的張嘉恒，仍會(huì)堅(jiān)持奔赴在通過(guò)星辰大海的科研之路上。
注：11月29日下午，張嘉恒教授將參加2023（第四屆）中國(guó)化妝品年會(huì)-原料創(chuàng)新論壇，并帶來(lái)主題為《超分子智組裝材料開(kāi)發(fā)平臺(tái)賦能自研原料開(kāi)發(fā)》的分享。敬請(qǐng)期待。
