Grafen finder ny anvendelse som ikke-giftig, antistatisk hårfarve

Det er et problem, der har plaget skønhedsindustrien i mere end et århundrede:At dø for ofte kan uopretteligt skade dine silkeagtige tråde.

Nu har et team fra Northwestern University brugt materialevidenskab til at løse dette ældgamle problem. Holdet har udnyttet supermateriale grafen til at udvikle en ny hårfarve, der er giftfri, ikke-skadelig og holder igennem mange vaske uden at falme. Grafens ledende karakter åbner også nye muligheder for hår, såsom at omdanne den til in situ elektroder eller integrere den med bærbare elektroniske enheder.

Undersøgelsen blev offentliggjort online i dag (15. marts) af tidsskriftet Chem . Jiaxing Huang, professor i materialevidenskab og teknik ved Northwesterns McCormick School of Engineering, ledet forskningen.

Døende hår kan virke enkelt og almindeligt, men det er faktisk en sofistikeret kemisk proces. Kaldes neglebåndet, det yderste lag af et hår er lavet af celler, der overlapper hinanden i et skællignende mønster. Kommercielle farvestoffer virker ved at bruge skrappe kemikalier, såsom ammoniak og blegemiddel, først at lirke op for neglebåndsskællene for at tillade farvestofmolekyler indeni og derefter udløse en reaktion inde i håret for at producere mere farve. Ikke alene får denne proces hår til at blive mere skrøbeligt, nogle af de små molekyler er også ret giftige.

Huang og hans team omgik fuldstændigt skadelige kemikalier ved at udnytte grafenpladernes naturlige geometri. Mens nuværende hårfarver bruger en cocktail af små molekyler, der virker ved kemisk at ændre håret, grafenplader er bløde og fleksible, så de vikler rundt om hvert hår for en jævn frakke. Huangs formel indeholder også spiselige, ikke-toksiske polymerbindemidler for at sikre, at grafen klistrer-og holder igennem mindst 30 vaske, som er det kommercielle krav til permanent hårfarve. En ekstra bonus:grafen er antistatisk, så det holder vintervejr flyveways på et minimum.

"Det svarer til forskellen mellem et vådt køkkenrulle og en tennisbold, Huang forklarede, sammenligne geometrien af ​​grafen med den af ​​andre sorte pigmentpartikler, såsom carbon black eller jernoxid, som kun kan bruges i midlertidige hårfarver. "Papirhåndklædet kommer til at pakke sig og klæbe meget bedre. De kuglelignende partikler fjernes meget nemmere med shampoo."

Denne geometri bidrager også til, hvorfor grafen er et mere sikkert alternativ. Mens små molekyler nemt kan inhaleres eller passere gennem hudbarrieren, grafen er for stor til at komme ind i kroppen. "Sammenlignet med de små molekyler, der bruges i nuværende hårfarver, grafenflager er enorme, "Sagde Huang.

Lige siden grafen - det todimensionelle netværk af kulstofatomer - bragede ind på den videnskabelige scene i 2004, mulighederne for det lovende materiale har virket næsten uendelige. Med sin ultrastærke og lette struktur, grafen har potentiale til mange anvendelser inden for højtydende elektronik, højstyrke materialer og energienheder. Men udviklingen af ​​disse applikationer kræver ofte, at grafenmaterialer er så strukturelt perfekte som muligt for at opnå ekstraordinær elektrisk, mekaniske eller termiske egenskaber.

Den vigtigste grafenegenskab for Huangs hårfarve, imidlertid, er simpelthen dens farve:sort. Så Huangs team brugte grafenoxid, en ufuldkommen version af grafen, der er en billigere, mere tilgængeligt oxideret derivat.

"Vores hårfarve løser et problem i virkeligheden uden at stole på grafen af ​​meget høj kvalitet, som er ekstremt svært at lave, "Sagde Huang." Jeg føler mig optimistisk omkring denne applikation. "

Stadig, fremtidige versioner af farvestoffet kunne en dag potentielt udnytte grafens bemærkelsesværdige egenskaber, herunder dens stærkt ledende karakter.

"Folk kunne anvende dette farvestof for at gøre håret ledende på overfladen, " sagde Huang. "Den kunne derefter integreres med bærbar elektronik eller blive en ledende sonde. Vi er kun begrænset af vores fantasi."

Indtil nu, Huang har udviklet grafenbaserede hårfarver i flere nuancer af brunt og sort. Næste, han planlægger at eksperimentere med flere farver.