C'est un problème qui sévit dans l'industrie de la beauté depuis plus d'un siècle :teindre les cheveux trop souvent peut endommager irrémédiablement vos mèches soyeuses.

Aujourd'hui, une équipe de la Northwestern University a utilisé la science des matériaux pour résoudre ce problème séculaire. L'équipe a tiré parti du super matériau graphène pour développer une nouvelle teinture capillaire non toxique, n'endommage pas et résiste à de nombreux lavages sans se décolorer. La nature conductrice du graphène ouvre également de nouvelles opportunités pour les cheveux, comme le transformer en électrodes in situ ou l'intégrer à des appareils électroniques portables.

L'étude a été publiée en ligne aujourd'hui (15 mars) par la revue Chimie . Jiaxing Huang, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la McCormick School of Engineering de Northwestern, dirigé la recherche.

La teinture des cheveux peut sembler simple et ordinaire, mais c'est en fait un processus chimique sophistiqué. Appelé la cuticule, la couche la plus externe d'un cheveu est constituée de cellules qui se chevauchent selon un motif en forme d'écaille. Les colorants commerciaux fonctionnent en utilisant des produits chimiques agressifs, comme l'ammoniaque et l'eau de Javel, pour ouvrir d'abord les écailles de la cuticule pour laisser entrer les molécules de colorant, puis déclencher une réaction à l'intérieur des cheveux pour produire plus de couleur. Non seulement ce processus rend les cheveux plus fragiles, certaines des petites molécules sont également très toxiques.

Huang et son équipe ont complètement contourné les produits chimiques nocifs en tirant parti de la géométrie naturelle des feuilles de graphène. Alors que les teintures capillaires actuelles utilisent un cocktail de petites molécules qui agissent en modifiant chimiquement les cheveux, les feuilles de graphène sont douces et flexibles, ils s'enroulent donc autour de chaque poil pour un pelage uniforme. La formule de Huang incorpore également des aliments comestibles, liants polymères non toxiques pour garantir que le graphène adhère et dure au moins 30 lavages, qui est l'exigence commerciale pour la teinture capillaire permanente. Un bonus supplémentaire :le graphène est antistatique, ainsi, il réduit au minimum les mèches rebelles hivernales.

"C'est similaire à la différence entre une serviette en papier humide et une balle de tennis, " Huang a expliqué, comparer la géométrie du graphène à celle d'autres particules de pigment noir, comme le noir de carbone ou l'oxyde de fer, qui ne peut être utilisé que dans les teintures capillaires temporaires. "La serviette en papier va beaucoup mieux envelopper et coller. Les particules en forme de boule sont beaucoup plus faciles à éliminer avec un shampooing."

Cette géométrie contribue également à expliquer pourquoi le graphène est une alternative plus sûre. Alors que les petites molécules peuvent facilement être inhalées ou traverser la barrière cutanée, le graphène est trop gros pour entrer dans le corps. "Par rapport à ces petites molécules utilisées dans les teintures capillaires actuelles, les flocons de graphène sont énormes, " dit Huang.

Depuis que le graphène, le réseau bidimensionnel d'atomes de carbone, a fait irruption sur la scène scientifique en 2004, les possibilités pour le matériau prometteur ont semblé presque infinies. Avec sa structure ultra-résistante et légère, le graphène a un potentiel pour de nombreuses applications en électronique haute performance, matériaux à haute résistance et dispositifs énergétiques. Mais le développement de ces applications nécessite souvent que les matériaux en graphène soient aussi structurellement parfaits que possible afin d'obtenir des performances électriques extraordinaires, propriétés mécaniques ou thermiques.

La propriété de graphène la plus importante pour la teinture capillaire de Huang, cependant, est simplement sa couleur :le noir. L'équipe de Huang a donc utilisé de l'oxyde de graphène, une version imparfaite du graphène qui est moins chère, dérivé oxydé plus disponible.

"Notre teinture pour cheveux résout un problème du monde réel sans s'appuyer sur du graphène de très haute qualité, ce qui est extrêmement difficile à faire, " Huang a déclaré. "Je suis optimiste quant à cette application."

Toujours, les futures versions du colorant pourraient un jour tirer parti des propriétés notables du graphène, y compris sa nature hautement conductrice.

"Les gens pourraient appliquer ce colorant pour rendre les cheveux conducteurs en surface, " Huang a déclaré. "Il pourrait alors être intégré à l'électronique portable ou devenir une sonde conductrice. Nous ne sommes limités que par notre imagination."

Jusque là, Huang a développé des teintures capillaires à base de graphène dans de multiples nuances de brun et de noir. Prochain, il prévoit d'expérimenter avec plus de couleurs.