Tinture per capelli non nocive: nel futuro saranno al grafene

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Carola
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Tinture per capelli non nocive: nel futuro saranno al grafene

Messaggio da Carola » 21/03/2018, 3:03

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In una pubblicazione del 15 marzo 2018 su www. cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30082-2 , un gruppo di ricercatori fra cui Jiaxing Huang, dimostrerebbero che il grafene potrebbe essere il materiale utilizzato per le nuove tinture per capelli che non saranno nocive perché non necessitano di ingredienti chimici, saranno durature (fino a 30 lavaggi), capaci di contrastare l'azione dell'acqua e con azione antistatica contro i capelli crespi.

I punti principali della ricerca mettono in evidenza tre risultati ottenuti usando il grafene come colorante per capelli:

•I coloranti per capelli grafene possono essere applicati a spruzzo, a pennello e quindi asciugati;
•I coloranti per capelli in grafene non contengono solventi organici o ingredienti molecolari tossici;
•La durata dei coloranti al grafene ha raggiunto la performance delle tinture permanenti sui capelli;
•I coloranti grafene rendono le proprietà antistatiche e dissipative termiche migliorate.


Le tinture al grafene saranno utilizzate per ottenere colori per capelli scuri.

Già il grafene è oggetto di molti studi perché si è rivelato un materiale eccellente per molti utilizzi nel settore tecnologico, meritandosi l'appellativo di "materiale delle meraviglie".
E' stato scoperto nel 2004 da due scienziati russi, Andre Geim e Kostantin Novoselov dell’Università di Manchester, i quali hanno ottenuto il premio Nobel nel 2010 e da allora ci sono diversi studi in corso.

Che cosè il grafene?

In sostanza il grafene consiste di uno strato di carbonio dello spessore di un solo atomo; è il materiale più sottile e tra i più leggeri che esistono, tanto che si calcola che una pila di 3 milioni di fogli di grafene avrebbe uno spessore di 1 mm; è particolarmente denso, trasparente, flessibile ed elastico, ma robusto e resistente allo stress (1.000 volte più dell’acciaio), ha un punto di fusione superiore ai 3000 °C.

E' efficiente come conduttore di calore ed elettricità, resistente alla temperatura e alle variazioni del pH. Fra le applicazioni del grafene si spazia dall'elettrodinamica alla chimica organica e fisica, ai semiconduttori e alla produzione di schermi.

Per adesso produrre il grafene in grandi quantità è oneroso e per tali ragioni non sono stati realizzati prodotti commerciali da immettere nel mercato. Ma questo materiale molto promettente non è sfuggito agli interessi di aziende e governi di tutto il mondo che stanno investendo centinaia di milioni di dollari nella ricerca.
La Commissione Europea ha avviato anche un progetto dedicato esclusivamente al grafene, investendo oltre un miliardo di dollari USA per finanziare circa un decennio le attività di ricerca e sviluppo nei vari istituti e nelle grandi aziende in 17 paesi europei (graphene-flagship.eu).

Testo dell'articolo sulle tinture al grafene che potrebbero essere disponibili in futuro.

Le tinture per capelli sono ampiamente utilizzate per alterare l'aspetto estetico dei capelli. Il colore dei capelli è determinato dall'abbondanza e dalle concentrazioni relative dei pigmenti di melanina, la cui degradazione si traduce in capelli bianchi o grigi.
La maggior parte delle tinture per capelli cambia in modo permanente il colore dei capelli mediante una serie di reazioni chimiche ossidanti e coloranti in condizioni alcaline. Il processo prevede in genere l'uso di una base (ad es. Ammoniaca) per gonfiare e aprire le squame della cuticola sulla superficie del capello in modo che i coloranti a base di ammina aromatica e / o fenolo (ad es. Para- fenilendiammina e para-aminofenolo) può penetrare profondamente nei capelli.
Un ossidante (ad esempio, il perossido di idrogeno) è anche necessario per sbiancare i pigmenti naturali di melanina e per avviare reazioni tra i coloranti per sintetizzare i composti coloranti finali.
Poiché l'intero processo è tipicamente limitato alla diffusione, possono essere necessarie ore per il completamento.

Molti di questi ingredienti molecolari sono tossici e alcuni addirittura cancerogeni. Se vengono assorbiti attraverso la pelle o inalati, possono causare reazioni allergiche o anche conseguenze più gravi.
Trattare i capelli con una base alcalina più debole o con un pH quasi neutro evita l'apertura delle cuticole ed è meno probabile che infligga danni permanenti ai capelli. Tuttavia, questo limita la diffusione dei coloranti, portando a un carico insufficiente o semi-permanente a colorazione temporanea che può essere invertita dopo alcuni lavaggi.

Poiché la maggior parte della popolazione mondiale ha capelli scuri o di colore nero, c'è una grande richiesta di tinture per capelli di colore simile. Hanno bisogno di utilizzare concentrazioni più elevate di questi ingredienti molecolari, che potrebbero comportare maggiori rischi potenziali per la salute e l'ambiente.
Un approccio alternativo è quello di decorare i capelli con particelle ultrafini di colore nero. Ad esempio, in alcune antiche ricette per l'annerimento dei capelli, i sali di piombo sono stati usati per reagire con cheratine contenenti zolfo nei capelli per produrre nanoparticelle di PdS nere. Sono stati rivendicati 14 nanotubi di carbonio funzionalizzati per tingere i capelli neri formando un rivestimento superficiale.
Uso di pigmenti a base di particelle di carboniopuò evitare molti problemi associati ai coloranti organici. Idealmente, i materiali in carbonio dovrebbero formare un rivestimento uniforme e sottile sui capelli che possa sostenere spazzolatura e lavaggio.
Qui, mostriamo che i fogli basati su grafene, come l'ossido di grafene (GO) e l'ossido di grafene ridotto (r-GO o grafene modificato chimicamente), possono servire bene a questo scopo. I coloranti GO- e r-GO possono essere formulati in acqua senza ingredienti pericolosi o solventi e possono essere applicati ai capelli spruzzando o spazzolando per ottenere varie tonalità di marrone e nero. Possono anche sostenere un lavaggio vigoroso con lo shampoo dozzine di volte.

I fogli GO sono generalmente prodotti dall'esfoliazione chimica di polveri di grafite con agenti ossidanti forti.
Dopo la reazione, i fogli di grafene sono derivatizzati con gruppi funzionali contenenti ossigeno e diventano isolanti ma facilmente disperdibili in acqua a livello di singolo strato. I fogli GO hanno in genere rapporti di aspetto molto elevati; il loro spessore apparente è di circa 1 nm, ma le dimensioni laterali possono raggiungere decine di micrometri, rendendoli altamente flessibili. I fogli GO sono stati trovati per essere anfifilici quindi, possono aderire a molti tipi di superfici per formare un rivestimento liscio. Sebbene i fogli GO siano quasi trasparenti nell'intervallo visibile, possono essere oscurati in modo controllabile in seguito alla riduzione dello stato r-GO fortemente assorbente da trattamenti chimici, termici, fototermici e fotochimici. Queste proprietà rendono GO e r-GO eccellenti coloranti non reattivi e non invasivi per scurire i capelli.
La loro particolare geometria 2D e le loro elevate superfici associate le rendono molto più efficienti di altre pellicole ultrafini a base di carbonio, con conseguente maggiore durata. Inoltre, i coloranti a base di grafene possono anche conferire una vasta gamma di nuove proprietà ottiche, elettriche, termiche e biochimiche ai capelli, migliorando il livello di comfort e le prestazioni cosmetiche.

Risultati
Tintura nera acquosa a base di grafene

Campioni di capelli biondi sono stati utilizzati per testare le prestazioni dei coloranti di grafene. La composizione tipica delle soluzioni coloranti include i fogli di r-GO come coloranti, polimero di chitosano come agente disperdente e vitamina C (cioè acido ascorbico) come agente di co-erogazione, che è stato anche usato per ridurre GO.
[...] Il chitosano è stato utilizzato come agente disperdente per r-GO e un legante per migliorare l'adesione del colorante per capelli al grafene ( Figura 1 B, a destra). Poiché sono ben dispersi in acqua, sia le dispersioni GO che r-GO / chitosano possono facilmente formare rivestimenti uniformi su una superficie mediante colaggio a caduta.
Spettri ultravioletti-visibili (UV-vis) mostrano che r-GO ha effettivamente un assorbimento molto più forte rispetto a GO sia nella gamma di raggi UV che in quella visibile a seguito del parziale ripristino della rete di carbonio coniugato dopo la riduzione.

Questa è una formulazione molto più semplice e più sicura delle tinture organiche per capelli perché non contiene componenti tossici molecolari o volatili. La soluzione colorante a base d'acqua può essere applicata direttamente sui capelli mediante spruzzatura e / o pettinatura per generare un rivestimento uniforme senza la necessità di alcun pre-trattamento.
Dopo che il colorante r-GO viene asciugato all'aria o con un asciugacapelli, il colore dei capelli diventa una tonalità uniforme di nero. Questo processo di tintura basato sul rivestimento può essere completato in meno di 10 minuti, il che è molto più rapido dei trattamenti basati sulla diffusione.
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