Colore per cui perdere la testa Understand article

Tradotto da: Claudia Savini. I principi chimici delle tinture per capelli sono cambiati ben poco nel corso dell’ultimo secolo, ma cosa sappiamo riguardo ai rischi di colorare i capelli e perché lo facciamo?

Ogni due mesi Barclay Cunningham mette in atto una procedura che inizia con l’assunzione di una compressa di antistaminico. Dopo poche ore, si spalma uno strato spesso di crema antistaminica sulla fronte, intorno alle orecchie e sul collo. Infine, protegge la zona con pezzi di plastica ricavati da sacchetti strappati.

Tutto questo per potersi tingere i capelli.

Non é iniziata proprio così. Cunningham si é tinta i capelli per dieci anni senza problemi. Poi, un giorno, ha notato che la pelle delle sue orecchie era infiammata dopo che si era tinta i capelli. Ha realizzato dei paraorecchie con sacchetti di plastica e ha continuato con la colorazione. Ma la reazione allergica persisteva e le sue misure di precauzione sono diventate più elaborate. Ora se si tinge i capelli senza questi accorgimenti, ha una reazione di prurito e bolle piene di pus che durano per settimane.

Soffrire per amore dei capelli colorati non é un fenomeno moderno. Gli uomini si sono tinti i capelli per migliaia di anni (vedi riquadro). Ma la storia della chimica delle moderne tinture per capelli rivela che, mentre una volta facevano parte di un’industria innovativa, il progresso si é fermato, e oggi si basano sulla chimica di 125 anni fa.

 

Una lunga tradizione

Evidenze archeologiche mostrano che l’uso di tinture per capelli da parte degli uomini, risalga al periodo Paleolitico. All’inizio, gli uomini usavano l’ossido di ferro della terra per decorare le loro abitazioni, i tessuti ed il proprio corpo con il colore rosso. Non è stato molto tempo prima che applicassero le tinture alle loro teste.

Anche gli antichi Egizi si coloravano i capelli, ma raramente lo facevano quando i capelli erano sulle loro teste. Rasavano i capelli e li arricciavano e intrecciavano formando parrucche per proteggersi dal sole. L’analisi di campioni di capelli ha rivelato che Greci e Romani usavano tintura nera permanente. Mischiavano sostanze che conosciamo oggi come ossido di piombo e idrossido di calcio per creare nanoparticelle di solfuro di piombo, che si forma quando le sostanze chimiche interagiscono con i legami solfurei della cheratina, una proteina dei capelli. Quando l’applicazione diretta di piombo si è rivelata troppo tossica, i Romani hanno sostituito la formula della tintura nera con una ottenuta dalla fermentazione di sanguisughe per due mesi in un contenitore di piombo. Non così piacevole come le tinture di oggi!

La magia di mischiare

Capelli blu, usati per
simboleggiare il futuro.
Modella: Jamie Dietrich

Immagine gentilmente
concessa da Kevin Dooley;
fonte dell’immagine: Wikimedia
Commons

Comprendere le tinture usate sui capelli non é così semplice come comprendere la ruota dei colori. Impariamo nei corsi di arte che ogni colore può essere ottenuto mischiando i tre colori primari rosso, giallo e blu. Se si vuole l’arancione, bisogna mischiare giallo e rosso; se si vuole il viola, bisogna unire rosso e blu; e se si desidera il marrone, si mischiano tutti e tre i colori primari.

Ai parrucchieri viene insegnata la stessa cosa – la tintura marrone è una combinazione di tre diverse tinture. “Questa è solo un’informazione fittizia” dice Tom Despenza. Tom ha molti anni di esperienza, lavorando in ricerca e sviluppo presso Clairol. Ora è in pensione e possiede la sua compagnia di tinture per capelli.

Invece, dice Tom, “il colore marrone dei capelli è fatto da due componenti chimici”. Entrambi i componenti non hanno colore ma creano il marrone attraverso una reazione chimica che avviene quando li si combina.

I parrucchieri non applicano pigmenti (almeno non nel caso di tinture per capelli permanenti), applicano un misto di componenti chimici per iniziare la formazione del colore. Le singole molecole devono legarsi insieme prima di rilasciare il colore, quindi le tinture per capelli devono restare in posa sulla testa per 30 minuti per far avvenire questa reazione.

Una scoperta colorata

A metà del 1800, il chimico inglese William Henry Perkin per caso sintetizzò la prima tintura non naturale: partendo da catrame di carbon fossile, sperava di creare il chinino, farmaco contro la malaria, e invece ha creato il malva. La sua scoperta ha rivoluzionato l’industria tessile e ha lanciato l’industria petrolchimica. Le tinture naturali semplicemente non avevano il potere colorante e i colori vividi della tintura creata da Perkin. Non era mai stata trovata prima una vera tintura.

Subito dopo, August Hofmann (il professore di chimica di Perkin) ha notato che un colorante derivato dal catrame di carbon fossile formava un colore se esposto all’aria. La molecola responsabile era para-fenilendiammina, o PPD, il fondamentale costituente della maggior parte delle tinture per capelli permanenti di oggi.

La formazione ossidativa di tinture per capelli. Un intermediario primario, come PPD (1,4-diaminobenzene) è ossidato ad un’immina che poi reagisce con un accoppiante. Un altra reazione di ossidazione produce poi il colorante

 

Nonostante i capelli siano fibra proteica, come la lana, il processo di colorazione dei tessuti non può essere riprodotto sulla testa. Per fare prendere colore alla lana, bisogna farla bollire in una soluzione acida per un’ora. L’equivalente per i capelli è di immergerli nell’ammoniaca. L`ammoniaca separa gli strati protettivi proteici, permettendo al composto colorante di penetrare nel fusto del capello e accedere al pigmento sottostante, la melanina.

La melanina è ciò che dà colore alla pelle, agli occhi e ai capelli. E’ il rapporto tra due tipi di melanina- eumelanina e feomelanina- che determina il colore naturale dei capelli. Ed è la dimensione e la forma che le molecole di melanina formano quando si aggregano nel fusto dei capelli che conferisce le tonalità uniche tra i colori di capelli. Per esempio, individui dai capelli biondi o bruni hanno circa lo stesso rapporto di molecole di eumelanina e feomelanina, ma i biondi hanno meno molecole in totale. Capelli biondi naturali contengono anche raggruppamenti più piccoli di melanina, che riflettono la luce molto di più rispetto ai raggruppamenti più grandi presenti nei capelli scuri.

Insieme all’ammoniaca, le formulazioni delle tinture per capelli contengono perossido di idrogeno, un agente schiarente. Il perossido serve per due motivi: reagisce con la melanina dei capelli, esaurendo il suo colore naturale, e ossida le molecole di PPD per creare molecole di colore più grandi. Le molecole di colore intrappolate, resteranno nei capelli perchè troppo grandi per allontanarsene.

Da subito, i chimici dei coloranti si resero conto che aggiungendo una molecola secondaria, chiamata accoppiante, si poteva manipolare il pigmento risultante – un carbonio qui, un paio di azoti lì- e ampliare la scelta di colori che erano disponibili con PPD da solo. Diversi metodi sono stati proposti, ma i produttori di prodotti di bellezza devono accettare ora una formulazione di tintura permanente senza PPD o il suo composto derivato p-aminofenolo.

Un’eredità pericolosa?

Per 125 anni, la reazione ossidativa di PDD è stata la base della tecnologia di colorazione. Questo è “folle” secondo David Lewis, professore emerito all’ Università di Leeds nel Regno Unito (University of Leeds,UK). “Oggi, so molto riguardo le tinture e le cose relative ai coloranti nell’industria tessile. Non ci sogneremmo mai di usare ciò sui tessuti”, dice. “Primitivo, arcaico, tutte quste cose mi vengono in mente. Perchè continuano a metterle sulle teste delle persone?”

Lewis si è ritirato dalla vita accademica dieci anni fa per lanciare Green Chemicals, una compagnia con lo scopo di sviluppare beni di consumo più sicuri. La sua compagnia ha introdotto un ritardante di fiamma più rispettoso dell’ambiente, e ora Lewis vuole rinnovare le tinture per capelli.

Capelli verdi
Immagine gentilmente
concessa da Lisa Creech
Bledsoe;  fonte dell’immagine:
Flickr

Un problema è come funzionano le tinture: Lewis dice che le molecole di colore diventano “scavengers” di elettroni. Questa necessità di elettroni non è esclusivamente soddisfatta da altre molecole coloranti, quindi gli “scavengers” di elettroni attaccano anche la pelle aggressivamente- causando reazioni allergiche e danneggiando potenzialmente il DNA.

In tutto il mondo, la cura dei capelli occupa la porzione più grande dell’industria di belleza e assicura quasi un quarto dei guadagni del settore. Negli Stati Uniti, per esempio, si stima che il 70 per cento delle donne usi prodotti di tintura per capelli.

Riflettendo sull’eredità culturale delle tinture per capelli, non si può fare a meno di chiedersi: perché così tante persone si tingono ancora i capelli? Perché una persona dovrebbe passare attraverso tutta questa trafila e affrontare le spese, il prurito e l’odore? Qualsiasi motivo spinga a cambiare colore di capelli, una cosa è certa: le persone hanno  profondi legami emotivi con ciò che copre la loro testa.

Questo é sicuramente vero per Barclay Cunningham. All’età di soli 12 anni, ha iniziato a sperimentare con i suoi capelli come un adulto, cercando per anni il giusto colore. “Non mi è venuto in mente neanche una volta di non tingermi i capelli”, dice Barclay. “La versione di me con i capelli colorati é emersa. La versione di me originata dalla mia testa non era giusta”.

Ringraziamenti

Questo articolo é una versione modificata di un articolo precedentemente pubblicato  da  Mosaicw1, il sito giornalistico di Wellcome Trust.

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Web References

  • w1 – L’articolo integrale può essere letto sul sito web Mosaic website.

Resources

  • Per maggiori dettagli riguardanti la chimica delle differenti tinture, Compound Chemistry ha creato un grafico scaricabile qui.
  • La storia e la sintesi del malva è riportata per gli insegnanti al Royal Society of Chemistry’s Learn Chemistry site. Scarica il PDF.
  • Prima delle tinture veloci, la gente doveva fare affidamento sulle tinture naturali estratte da piante e animali. Indaco era una tintura viola usata prima che il malva fosse inventato, e puoi scoprire come estrarre da solo la tintura:

Author(s)

Rebecca Guenard è una vera appassionata di matematica e scienza con un dottorato in Chimica che lo dimostra.  E´ rimasta per un po´ in accademia prima di scoprirsi realizzata come scrittrice scientifica. Ora spazia da un affascinante argomento di chimica all’altro. Attualmente sta studiando chimica della bellezza e della salute. Ha scritto per “The Chemical Heritage Foundation, Kids Discover and Scientific American”. Potete vedere esempi delle sue peregrinazioni mentali su atomic-o-licious.com oppure seguirla su Twitter @BGuenard.  


Review

Molti scienziati sono affascinati dalla chimica delle esplosioni o dei cambiamenti di colori. L’articolo mostra quanto questo interesse possa essere utile e il motivo per cui necessita di essere incoraggiato.

L’articolo racconta la storia dello sviluppo della tintura – sottolineando la scoperta di Perkins del malva e mostrando come questa scoperta casuale abbia permesso la formazione di molti beni di consumo.

Questo particolare racconto e la storia delle tinture e della chimica dei colori potrebbe portare allo studio di sintesi chimica di coloranti organici e dell´effetto del loro uso. Gli insegnanti potrebbero inoltre usare l’articolo da collegare ad argomenti storici rilevanti (storia delle medicine/cosmetici) e dell’arte (metodi di tintura di fibre tessili).


Graham Armstrong, Scuola Secondaria superiore Kinross, Scozia (Kinross High School, Scotland)




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