Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont créé la plus grande base de données chimiques accessible au public de substances colorantes capillaires en tant que ressource pour développer une nouvelle génération de produits de coloration capillaire plus sûrs pour les consommateurs. stylistes et environnement.

La base de données en ligne des substances pour les teintures capillaires contient des informations détaillées sur la structure et les propriétés de 313 substances présentes dans les teintures capillaires commerciales actuelles et passées. À l'aide d'une classification informatique - connue sous le nom de chimioinformatique - les chercheurs ont regroupé les colorants en grappes ayant des structures et des propriétés similaires. Les résultats ont révélé quelques surprises et de nouvelles pistes de recherche prometteuses.

"La base de données peut certainement aider à piloter la conception, pas seulement des teintures capillaires mais d'autres types de teintures, en utilisant la même approche, " dit Tova Williams, Étudiant en doctorat d'État NC et auteur principal d'un article de journal sur la recherche.

La coloration des cheveux est une entreprise mondiale de plusieurs milliards de dollars qui connaît une croissance rapide. Les teintures capillaires sont divisées en trois types de base, selon combien de temps ils durent. Colorants temporaires, qui enrobent la surface des cheveux, rincer avec un ou deux shampooings. Les teintures semi-permanentes durent un peu plus longtemps - à travers six à huit lavages.

Environ 80 pour cent des teintures capillaires commerciales sur le marché, cependant, sont permanents, créé par le processus chimique d'oxydation. Lorsque la teinture capillaire permanente est appliquée, il est initialement incolore. De minuscules molécules précurseurs se glissent au cœur des fibres capillaires, où ils "se donnent la main" pour former des molécules plus grosses et donner de la couleur, dit Williams. La couleur permanente des cheveux résiste au lavage car elle est à l'intérieur de la tige du cheveu et liée chimiquement.

Les chercheurs peuvent utiliser la base de données pour aider à identifier les colorants qui sont moins susceptibles de provoquer des réactions allergiques ou d'augmenter le risque de cancer. La sécurité est une préoccupation majeure pour les consommateurs car la couleur des cheveux repose sur le cuir chevelu, ainsi que pour les stylistes qui travaillent avec des produits de teinture à plusieurs reprises au fil du temps.

"L'utilisation de la modélisation informatique nous permet de faire des prédictions sur les substances de la base de données qui seraient susceptibles de provoquer une sensibilisation cutanée ou qui pourraient présenter une plus grande probabilité de risques pour la santé, " dit Williams. "Cela peut conduire au développement de colorants qui ont de meilleures propriétés et sont plus durables."

La chemininformatique peut accélérer le processus de recherche et de développement, permettant d'analyser et de comparer les propriétés de centaines de substances dans la base de données - un exploit qui ne serait pas possible autrement, dit le co-auteur Denis Fourches, professeur assistant de chimie à NC State.

"Si vous deviez faire ce travail avec les teintures capillaires dans un laboratoire, il faudrait plusieurs années de travail et plusieurs millions de dollars, " dit Fourches. " Avec plus de 300 substances, ce serait très difficile sans modélisation informatique, qui fournit un moyen transparent et reproductible de caractériser et de classer les colorants."

Lors de la création de la base de données, les chercheurs ont découvert un groupe intrigant de colorants qui ne rentraient pas dans les catégories établies :un sous-groupe de colorants semi-permanents qui semblaient avoir des propriétés similaires aux précurseurs des colorants permanents.

En réalité, il y a tout un plateau de ces colorants dans la bibliothèque Max A. Weaver Dye de NC State, une collection de milliers d'échantillons de teintures et de tissus que l'Eastman Chemical Company a fait don à l'université, dit le co-auteur Harold Freeman, professeur de chimie des colorants à NC State.

"L'une des choses qui nous a sauté aux yeux était le potentiel de relier cette étude à la bibliothèque de colorants, avec ses 100, 000 colorants uniques, " Freeman dit. " En modifiant la structure des composés clés dans la bibliothèque de colorants, nous prévoyons de concevoir de nouveaux précurseurs de colorants sans danger pour l'environnement, mettez-les dans les cheveux, puis transformez-les en couleurs pour tirer parti des structures parentales uniques.

"Il y a tellement de potentiel maintenant pour utiliser ce groupe de teintures en attente pour nous aider à concevoir des teintures capillaires qui seront non seulement efficaces mais sûres."

Les chercheurs ont également examiné l'impact environnemental des colorants. Ils ont lié la base de données sur les teintures capillaires au tableau de bord de chimie interne de l'Environmental Protection Agency des États-Unis. Le co-auteur Antony John Williams travaille au National Center for Computational Toxicology de l'EPA à Research Triangle Park, Caroline du Nord.

"Maintenant que nous avons rendu la base de données dans le domaine public, d'autres modélistes s'intéressent déjà à ce groupe de teintures capillaires, ce qui est un pas vers la conception de nouvelles substances plus durables et plus vertes - moins toxiques, " dit Fourches. " Ils calculent de nouveaux types de propriétés auxquelles nous ne pensons même pas en ce moment, ce qui est très excitant."

L'étude apparaît dans ACS Chimie et Ingénierie Durables .