Cheminformatics tilgange til at skabe nye hårfarver

At finde den næste generation af sikrere hårfarver kan være lige så simpelt som at gå på biblioteket – i dette tilfælde, NC State's Max Weaver Dye Library. Farvestofbiblioteket, doneret af Eastman Chemical Company, indeholder næsten 100, 000 unikke farvestoffer, der venter på at blive forarbejdet til morgendagens produkter.

Forskere fra NC State's College of Textiles og Department of Chemistry søgte i Max Weaver Dye Library efter forbindelser med høj kemisk lighed med kendte referencehårfarver. Kemisk lighed er en måling af antallet af fælles strukturelle egenskaber mellem to forbindelser. Målet er at opdage mulige farvestoffer, der kan bruges i næste generations hårfarveprodukter, der er sikrere for forbrugerne, stylister og miljøet.

En computerbaseret lighedssøgning, et kemiformatikværktøj til måling af kemisk lighed, blev udført for at undersøge mere end 2, 100 digitaliserede biblioteksfarvestoffer. Forskerne fandt en undergruppe af 158 forbindelser med høje kemiske ligheder med referencehårfarverne. Yderligere undersøgelse reducerede levedygtige hårfarve-kandidater ned til fire farvestoffer og derefter længere ned til de to mest lovende Max Weaver Dye-kandidater.

"Vi har nu potentielt en ny underklasse af farvestoffer, der lover godt til brug i hår, " siger Tova Williams, en tidligere NC State Ph.D. studerende og hovedforfatter til en tidsskriftsartikel om forskningen. "Især én har potentialet til at få et stærkere bånd til hår."

At farve hår er en global forretning, der koster mange milliarder dollar, og som vokser hurtigt. Hårfarver er opdelt i tre grundlæggende typer, alt efter hvor længe de holder. Midlertidige farvestoffer, som dækker håroverfladen, vask ud med en eller to shampoo. Semi-permanente farvestoffer holder lidt længere – gennem seks til otte vaske.

Omkring 80 procent af kommercielle hårfarver på markedet, imidlertid, er permanente. Når en permanent hårfarve påføres, små forløbermolekyler glider ind i kernen af ​​hårfibre, hvor de "samler hinanden" for at danne større molekyler og give farve, siger Williams. Permanent hårfarve modstår udvaskning, fordi det er fysisk fanget inde i hårstrået gennem den kemiske oxidationsproces.

"Målet er at bruge alternative prækursorer, der ikke er giftige, og som ikke forårsager hudfølsomme allergier, "Sagde Williams." Ved at ændre strukturen af ​​nøgleforbindelser i farvebiblioteket, vi håber at designe nye farvestofprækursorer, der er miljømæssigt sikre, Sæt dem i håret og transformer dem derefter til farver for at drage fordel af de unikke farvesammensatte strukturer.

"Der er mere arbejde at gøre, men det er en lovende start, " sagde Williams.

Undersøgelsen vises i ACS Sustainable Chemistry and Engineering .