Прическа является отражением индивидуальности и творческих способностей и может повысить уверенность в себе. Любой, у кого вьющиеся волосы, знает, что влага — естественный враг вьющихся волос, поскольку влага может вызвать их вьющиеся волосы. В жаркую погоду влага будет активно проникать в кутикулу волос, заставляя ее набухать, в результате чего волосы становятся пушистыми и вьющимися. Утюжком можно облегчить эту проблему, но этот метод отнимает много времени и оставляет людям только прямые волосы, когда они хотят продемонстрировать свои кудри.
Теперь исследователи из Национального института материаловедения США (NIMS) в сотрудничестве с Nihon L'Oréal K.K. решили эту проблему, создав инновационный продукт для волос, чувствительный к влажности, с памятью формы, который уменьшает склонность волос к впитыванию влаги, сохраняет локоны и не путается в течение как минимум шести часов в условиях высокой влажности и даже делает волосы эластичными благодаря свойствам памяти формы.
Исследователи впервые использовали поливиниловый спирт (ПВА), экологически чистый полимер, который, как известно, совместим с кожей человека, растворим в воде и легко поддается формованию. Затем к нему добавили микрокристаллы целлюлозы (МК). Целлюлоза — самый распространенный в природе биоразлагаемый, возобновляемый и недорогой полимер. Наличие гидроксильных групп в целлюлозе способствует образованию водородных связей с ПВС, тем самым улучшая механические и барьерные свойства, высокую влагостойкость и термостабильность, способность поглощать ультрафиолет.
Хотя свойства ПВС с памятью формы известны, было предпринято мало попыток улучшить его характеристики. Поэтому исследователи начали изучать композитные материалы ПВА/целлюлоза, которые можно использовать в средствах по уходу за локонами для улучшения их свойств памяти формы в условиях высокой влажности.
Они оценили композитные пленки, изготовленные путем смешивания ПВС и КМ в различных весовых соотношениях, уделив особое внимание их гигроскопичности и механическим свойствам. Исследователи обнаружили, что когда чистые пленки ПВА подвергаются воздействию условий высокой влажности, поглощение влаги продолжается в течение длительного времени, пока не будет достигнуто равновесие, что приводит к снижению механической прочности. Напротив, добавление CM к ПВА значительно ингибирует поглощение пленкой молекул воды, позволяя ей сохранять состояние низкого влагопоглощения в течение длительного времени. Композиционные материалы ПВА/КМ также могут сохранять высокие механические свойства в процессе поглощения влаги.
При оценке памяти формы композитных пленок, реагирующей на влажность, композитные пленки с содержанием СМ от 20% до 25% обладают отличными свойствами восстановления и сохранения формы, тогда как пленки с содержанием СМ от 33% имеют пониженные характеристики.
Чтобы изучить, могут ли композиты ПВА/СМ сохранять прически в условиях высокой влажности, исследователи покрыли натуральные пряди волос водными растворами, содержащими ПВА и различные соотношения ПВА/СМ, и завили их утюжком для волос при температуре 356°F (180°C). Когда для растягивания вьющихся прядей на ночь прикладывалось 13 граммов тянущей силы, заметной разницы в их длине не было. Однако волосы, покрытые ПВА и ПВА/СМ, значительно препятствовали растяжению и завивке волос по сравнению с волосами, обработанными только водой.
После того, как временно растянутые волосы поместят в помещение с относительной влажностью 80% на 6 часов, их длина сократится и вернется к исходной вьющейся форме. После 360 минут воздействия высокой влажности локоны, обработанные водой, меньше всего скручивались, а локоны, покрытые ПВА и ПВА/СМ, сохраняли скручиваемость лучше, чем другие компоненты.
Скорость восстановления формы и последующая скорость сохранения формы композитной пленки ПВС/КМ значительно выше, чем у чистого ПВС, в то время как ПВС не демонстрирует очевидных характеристик восстановления формы после длительного воздействия в условиях высокой влажности. Для сравнения, пряди волос, обработанные композитом, восстановили около 10% своей формы и остались неизменными.
Насколько известно исследователям, это первое исследование, оценивающее использование композитов ПВА/КМ в качестве чувствительных к влаге полимерных покрытий для волос с памятью формы, которые могут помочь сохранить прическу, предотвращая поглощение влаги.
Таким образом, результаты показывают, что целлюлоза является эффективным наполнителем для улучшения влагозащитных свойств ПВС и что соотношение ПВС и УМ в композите имеет решающее значение для достижения антигигроскопических свойств и свойств памяти формы. Результаты демонстрируют потенциальное использование композитов ПВА/КМ в качестве влагостойких средств для укладки волос.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials Interfaces.