Исследователи открывают всё новые применения для графена. Помимо очевидных сфер (медицина, электроника) чудо-материал предлагается использовать и более оригинальными способами, например, для создания еды будущего или в садоводстве.
И вот теперь графен буквально ворвался с индустрию красоты: с его помощью американские учёные хотят усовершенствовать краску для волос.
Проблема, знакомая большинству женщин, заключается вот в чём: все современные, даже самые щадящие красители, наносят непоправимый урон шевелюре. Бороться с этим сложно, такова уж природа: чтобы изменить её, нужно сломать заранее продуманную систему.
В данном случае речь идёт о сложном химическом процессе: в ходе окрашивания повреждается структура каждого волоска. Больше всего страдает его внешняя оболочка (или кутикула), образованная накладывающимися друг на друга кератиновыми чешуйками. Чтобы изменить цвет волоса, нужна краска на основе аммиака или другого соединения, настолько мощного, чтобы пробить "броню" из этих чешуек, пробраться внутрь волоса и запустить там реакцию по изменению цветного пигмента меланина, определяющего естественный цвет.
После такой химической атаки кутикула заметно ослабевает: её защитные клетки отшелушиваются, волосы становятся более ломкими, начинают путаться и сечься, а то и вовсе выпадать. Очевидно, что чем чаще их подвергать такому стрессу, тем хуже со временем становится состояние волос – они просто не успевают восстановится.
Команда под руководством профессора Цзясин Хуана (Jiaxing Huang) из Северо-западного университета (США) предложила создать нетоксичную краску на основе графена, которая не будет повреждать волосы и при этом будет более стойкой по сравнению с традиционными аналогами.
В пресс-релизе авторы поясняют, что обойти проблему токсичного воздействия химикатов на волос помогает уникальная структура графена. Напомним, что этот материал представляет собой слой из атомов углерода толщиной в один атом, связанных между собой в единое полотно. Такие графеновые листы и использовали учёные.
Если обычные красители представляют собой коктейль из небольших молекул, проникающих в структуру волоса, как это объяснялось выше, то гибкие и мягкие листы графена будут просто оборачивать каждый волос и ложиться ровным слоем на его поверхность. Таким образом, структура волоса остаётся неповреждённой, напротив, он ещё и защищён от внешних воздействий.
Формула Хуана и его коллег предполагает, что графеновые листы удерживают вместе нетоксичные полимерные соединения-"связующие". Благодаря этому даже после 30 смывании окрашенные волосы остаются в том же виде.
"Это похоже на разницу между влажным бумажным полотенцем и теннисным мячом, – поясняет учёный, сравнивая геометрию графена с геометрией других частиц чёрного пигмента в других красках, например, оксида железа. – Бумажное полотенце будет обёртываться и прилипать намного лучше. Шарообразные частицы намного легче удаляются шампунем".
По той же причине краска на основе графена будет безопасна не только для волос, но и для дыхательных путей: небольшие молекулы химических соединений легко проходят сквозь поры кожи и вдыхаются, а частички графена слишком велики, чтобы таким образом попасть в организм.
Кстати, у новой разработки есть ещё один приятный бонус: графен обладает антистатическими свойствами, и потому волосы после нанесения краски на его основе не электризуются.
Но есть и ложка дёгтя, кстати, почти в прямом смысле, потому что речь идёт о цвете. Дело в том, что изначально краска на основе графена имеет единственный цвет – чёрный. Исследователи уже создали несколько других версий – различных оттенков коричневого. Разработка графеновых красок других цветов будет продолжена, уверяет команда.
Что же касается коммерческой стоимости нового продукта, вероятно, она будет не столь высока, как может показаться, потому что специалисты используют для создания краски не сам графен, а более доступную форму – его оксид (получается при добавлении атомов кислорода и водорода). На свойствах краски это никак не отражается.
Сам процесс окрашивания занимает не более 10 минут: оксид графена смешивается со специальным гелем, и полученная смесь распыляется на волосы равномерным слоем, который быстро застывает. В результате волос покрывает слой краски толщиной в два микрона (для сравнения: толщина самого волоса составляет от 10 до 200 микрон).
Следующим шагом в этой работе станет изучение одного из главных свойств графена – проводимости – в контексте создания красителей для волос. По мнению учёных, благодаря проводящей способности графена, краска на его основе может превратить волосы в некое подобие электродов, которые можно затем интегрировать с гаджетами.
Более подробно об этом удивительном исследовании рассказывается в статье, которая была опубликована в издании Chem.
Кстати, ранее мы рассказывали о двух новых способах производства графена – жирном и взрывном.
