Новости всё Наука - iCity.life Екатеринбург

Краска для волос из оксида графена, отличающаяся, по словам разработчиков, особой стойкостью, вызвала большой интерес. Однако важна также проблема безопасности компонентов, входящих в состав краски. РИА Новости рассказывает, какие соединения используют в красках для волос, и выясняет, есть ли у популярных мифов о природных красителях рациональная основа.

Волосы образованы тремя слоями отмерших клеток, заполненных эластичным, нерастворимым в воде белком кератином. Внутри волоса кератиновые клетки расположены хаотично и неплотно. Они удерживаются извне слоем вытянутых клеток, называемых кортексом. Снаружи волос покрыт кутикулой — десятью слоями ороговевших клеток, словно крыша черепицей. Благодаря такому строению волосы растут длинными и гладкими. Цвет им обеспечивает пигмент меланин, который содержится в кортексе.

Чтобы окрасить волосы, нужно сначала их осветлить, а это сугубо химический процесс, потому что речь идет о растворении меланина. С этим справляются окислители, такие как перекись водорода, или вещества, служащие ее источником. После того как волосы обесцвечены, можно применять тональный краситель. В самом простом случае он просто впитывается в волосы, заполняя пустоты в чешуйках кутикулы.

"В этом варианте краска держится не очень прочно, чем и объясняется эффект легкого изменения оттенка волос после того, как пару раз помыли голову с шампунем. Обычно на третий раз все физически связанные с волосами красители вымываются, и дальше, пока не отрастут корни, цвет волос не меняется", — поясняет Аркадий Курамшин, доцент Химического института Казанского федерального университета. 

Большая часть красителей — это азотсодержащие соединения, которые получают из производных органического вещества — анилина. Чаще всего используют парафенилендиамин. Это бесцветное вещество, не существующее в природе. На воздухе и в присутствии влаги оно легко окрашивает соприкасавшиеся с ним кожу или одежду в темно-синий цвет. При соединении же с окислителем становится коричневым.

Если к окисленному парафенилендиамину добавить резорцин, получится желто-зеленоватый цвет. С метааминофенолом он станет светло-коричневым, с 2-метил-5-аминофенолом — пурпурным.

Чтобы добиться черного цвета, ученые из США и Китая взяли аскорбиновую кислоту в качестве окислителя и оксид графена как пигмент. Им также понадобился хитозан, который образовывал коллоидный раствор и плотно обволакивал волос.

Но это особый случай, который не известно, перешагнет ли этап лабораторных опытов. В промышленности же чаще всего в состав добавляют сшивающий агент, чтобы красящий пигмент соединился с кератином посредством химических связей. В этом качестве могут выступать полифенолы растительного происхождения, которые содержатся, к примеру, в масле виноградных косточек или фруктовой кислоте.

"Полифенолы давно используют в окраске тканей как "дубители" — вещества, придающие цвету устойчивость. По сути, это связующие агенты, обеспечивающие химическое связывание окрашенных веществ с волосом, а не просто физическую сорбцию в пустоты между чешуйками кутикулы", — говорит Аркадий Курамшин.

Кроме того, водонерастворимые масла придают волосам блеск и шелковистость. С этой же целью в краску добавляют, например, силиконовые олигомеры. Но поскольку они просто впитываются в волосы, не образуя стойких химических связей, — смываются шампунями за несколько раз.

В состав краски для волос входит также аммиак. Он создает щелочную среду, в которой плотный кератин набухает, чешуйки расслаиваются, пропуская внутрь красящие вещества и сшивающий агент. Проблема в том, что кератин в щелочной среде разрушается, а значит, ослабевает кутикула, защищающая волос. Поэтому в последнее время используют менее сильные щелочи, например этаноламин.

Аллергия, помноженная на миф

Перекись водорода, аммиак и этаноламин в больших дозах раздражают кожу. Вот почему волосы надо красить в резиновых перчатках. Парафенилендиамин токсичен и способен вызвать аллергию. Ничуть не менее опасны в этом отношении и природные красители — хна, басма, маньчжурский орех: в них тоже могут быть вещества, порождающие аллергическую реакцию.

"Мнение о том, что хна "лечит" волосы — миф. Хна покрывает волос, сорбируясь на кутикулах, "склеивает их". В результате волосы приобретают жесткость, но теряют эластичность и начинают ломаться. Хну не смыть с волос, избавиться от нее можно лишь с помощью стрижки", — заключает Аркадий Курамшин.