कंपनी की खबर विज्ञान प्रसार | | बालों की संरचना और रंगाई के सिद्धांतों की वैज्ञानिक समझ

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मनुष्यों द्वारा सौंदर्य की खोज ने बालों को रंगने की तकनीक के निरंतर विकास को प्रेरित किया है, जो प्राचीन मिस्र के फिरौन के सुनहरे भूरे रंग के कर्ल से लेकर आधुनिक विविध हेयर कलर विकल्पों तक हजारों वर्षों तक फैला हुआ है। 1856 में पहले सिंथेटिक डाई, एनिलीन वायलेट की शुरुआत के बाद से, ऑक्सीडेटिव हेयर डाई ने सौ से अधिक वर्षों का विकास किया है और अब कच्चे माल के आपूर्तिकर्ताओं, उत्पादकों, ब्रांडों और उपभोक्ताओं को कवर करने वाली एक पूर्ण औद्योगिक श्रृंखला का निर्माण किया है। घरेलू सौंदर्य प्रसाधन बाजार के तेजी से विकास के साथ, हेयर डाई उद्योग धीरे-धीरे परिपक्व हो रहा है, और नियामक प्रणाली तेजी से परिपूर्ण हो रही है। उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल, परिपक्व तकनीक और उपभोक्ता मान्यता उत्पाद प्रतिस्पर्धा का मूल बन गए हैं।

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बालों की जैविक संरचना और रासायनिक सार: बालों को रंगने का प्राकृतिक आधार

बालों का रंग परिवर्तन अनिवार्य रूप से हेयर डाई पदार्थों, बालों की संरचना और रासायनिक संरचना के बीच परस्पर क्रिया का परिणाम है। बालों का क्रॉस-सेक्शन (बालों का शाफ्ट, जो बालों के रोम से अलग हो गया है) बाहर से अंदर की ओर तीन परतों में विभाजित है: बालों की एपिडर्मिस, बालों का कॉर्टेक्स और बालों का मेडुला, और मुख्य रूप से अल्फा केराटिन से बना है। यह संरचना और संरचनात्मक विशेषताएं सीधे बालों को रंगने की व्यवहार्यता और दक्षता निर्धारित करती हैं।

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बालों की तीन-परत संरचना: बाधा से लेकर मुख्य कार्यात्मक क्षेत्र तक

(1)बालों की एपिडर्मिस: हेयर डाई पदार्थों का "पहला दरवाजा"

एपिडर्मिस बालों के शाफ्ट की सबसे बाहरी परत है, जो 6-10 परतों के सपाट, पारदर्शी केराटिनोसाइट्स से बनी होती है जो "मछली के पैमाने" ओवरलैपिंग पैटर्न (छत की टाइलों के समान) में व्यवस्थित होती हैं। इसका मुख्य कार्य बाहरी उत्तेजनाओं से बालों की रक्षा करना और पदार्थों के प्रवेश और निकास को नियंत्रित करना है।

बालों को रंगने के लिए, एपिडर्मिस हेयर डाई पदार्थों का प्राथमिक इंटरफेस है: हेयर डाई उत्पादों में सर्फेक्टेंट या क्षारीय तत्व (जैसे अमोनिया) पहले एपिडर्मिस को गीला कर देंगे, जिससे "मछली के पैमाने" कोशिका अंतराल का विस्तार होगा, जिससे बाद में डाई अणुओं के कॉर्टेक्स में प्रवेश करने के लिए चैनल खुल जाएंगे। यदि बालों की एपिडर्मिस क्षतिग्रस्त हो जाती है (जैसे बार-बार पर्मिंग और रंगाई के कारण तराजू गिर जाते हैं), तो इससे डाई बहुत जल्दी प्रवेश कर सकती है, जिससे बाल रूखे और असमान रंग के हो सकते हैं; इसके विपरीत, एक स्वस्थ बालों की एपिडर्मिस को फॉर्मूला डिजाइन में "ओपनिंग बैरियर" की कोमलता का अनुकूलन करने की आवश्यकता होती है ताकि बालों की संरचना को अत्यधिक नुकसान से बचाया जा सके।

(2)कॉर्टिकल: रंग परिवर्तन का 'मुख्य क्षेत्र'

बालों का कॉर्टेक्स बालों के शाफ्ट की मात्रा का 80% -90% हिस्सा होता है और यह समानांतर व्यवस्थित केराटिन फाइबर बंडलों से बना होता है। फाइबर बंडल अनाकार केराटिन प्रोटीन और प्राकृतिक वर्णक कणों से भरे होते हैं। यह परत वह मुख्य क्षेत्र है जहां हेयर डाई पदार्थ अपना प्रभाव डालते हैं।

स्थायी हेयर डाई में ऑक्सीकरण एजेंट (जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड) पहले बालों के कॉर्टेक्स में मेलेनिन के साथ प्रतिक्रिया करेगा, मूल वर्णक संरचना को नष्ट कर देगा (अर्थात "विरंजन");

इसके बाद, सिंथेटिक डाई अणु (जैसे फिनाइलेनेडियमिन) बालों के कॉर्टेक्स में प्रवेश करते हैं और केराटिन में अमीनो और थायोल समूहों के साथ सहसंयोजक रूप से बंधते हैं, जिससे स्थिर नए वर्णक बनते हैं और "लंबे समय तक रंगाई" प्राप्त होती है। इस प्रक्रिया की दक्षता डाई अणुओं के आकार और केराटिन के साथ उनकी प्रतिक्रियाशीलता पर निर्भर करती है।

(3)मेडुला: रंग का 'सहायक प्रवेश क्षेत्र'

बालों का मेडुला बालों के शाफ्ट के केंद्र में स्थित होता है और यह ढीले ढंग से व्यवस्थित केराटिनोसाइट्स से बना होता है। यह केवल मोटे बालों में मौजूद होता है जिसका व्यास 60 μ m से अधिक होता है (बारीक बालों में मेडुला नहीं हो सकता है)। इसकी संरचना ढीली है और अंतराल बड़े हैं, जिससे हेयर डाई इस क्षेत्र में आगे फैल सकती है, जिससे रंग की एकरूपता और स्थायित्व बढ़ जाता है। हालांकि, इसके कम अनुपात के कारण, यह बालों को रंगने का मुख्य क्षेत्र नहीं है, इसलिए उत्पाद डिजाइन पर अत्यधिक ध्यान देने की आवश्यकता नहीं है। केवल मोटे और बारीक बालों के लिए फॉर्मूला की अनुकूलता पर विचार करने की आवश्यकता है

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अल्फा केराटिन:

बालों का "रासायनिक कंकाल" और रंगाई प्रतिक्रिया का "लक्ष्य"

बालों का मुख्य घटक अल्फा केराटिन है, और इसकी आणविक संरचना और रासायनिक गुण सीधे हेयर डाई पदार्थों की क्रिया के तंत्र को निर्धारित करते हैं।

संरचनात्मक विशेषताएं: अल्फा केराटिन एक "दाएं हेलिक्स" संरचना में एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनाता है, और कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं डाइसल्फाइड बांड (सिस्टीन द्वारा प्रदान की जाती हैं, जो पेप्टाइड श्रृंखला में सिस्टीन का एक उच्च अनुपात है), हाइड्रोजन बांड, आदि से जुड़ी होती हैं। स्थिर फाइबर बंडल बनाने के लिए। यह संरचना बालों को अच्छी यांत्रिक शक्ति और सॉल्वैंट्स और कमजोर एसिड और बेस के प्रतिरोध को देती है।

प्रतिक्रिया विशेषताएं: अल्फा केराटिन ऑक्सीडेंट, कम करने वाले एजेंटों और मजबूत बेस के प्रति संवेदनशील है। डाइसल्फाइड बांड ऑक्सीडेंट की क्रिया के तहत ऑक्सीकृत और टूट सकते हैं, और कम करने वाले एजेंटों की क्रिया के तहत कम और टूट सकते हैं; इस बीच, पेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो (- NH ₂) और कार्बोक्सिल (- COOH) समूह सहसंयोजक रूप से बंध सकते हैं या डाई अणुओं के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से सोख सकते हैं।

यह ठीक यही विशेषता है जो बालों को रंगना संभव बनाती है। जबकि ऑक्सीडेंट मेलेनिन को नष्ट करते हैं, वे केराटिन के डाइसल्फाइड बांड को भी मध्यम रूप से खोल सकते हैं, आणविक अंतर को बढ़ा सकते हैं, और डाई प्रवेश की सुविधा प्रदान कर सकते हैं; और डाई अणु केराटिन समूहों से बंधकर "स्थिर रंगाई" प्राप्त करते हैं, जो स्थायी हेयर डाई को लंबे समय तक रंग बनाए रखने का मूल रासायनिक आधार भी है।

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बालों को रंगने का वैज्ञानिक सिद्धांत:

सामग्री क्रिया से लेकर प्रक्रिया अपघटन तक

बालों की संरचना और रासायनिक प्रकृति के आधार पर, रंगाई प्रक्रिया को चार मुख्य चरणों में तोड़ा जा सकता है: संपर्क प्रवेश प्रतिक्रिया रंगाई। प्रत्येक चरण को बालों की विशेषताओं और उत्पाद फॉर्मूला डिजाइन से मेल खाने की आवश्यकता है, जैसा कि नीचे दिया गया है।

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चरण 1:

हेयर डाई पदार्थों और बालों की एपिडर्मिस के बीच "संपर्क और गीलापन"

हेयर डाई उत्पाद लगाने के बाद, पहला कदम सर्फेक्टेंट (जैसे सोडियम डोडेसिल सल्फेट) के माध्यम से बालों की सतह के तनाव को कम करना है, ताकि हेयर डाई पदार्थ (डाई, ऑक्सीडेंट, क्षारीय घटक, आदि) समान रूप से गीले हो जाएं और बालों की एपिडर्मिस की सतह पर सोख जाएं। इस चरण की कुंजी "गीलापन एकरूपता" है। यदि सर्फेक्टेंट का चयन ठीक से नहीं किया जाता है, तो इससे स्थानीय गीलापन अपर्याप्त हो सकता है और बाद में रंग असमानता हो सकती है

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चरण दो:

बालों की त्वचा की बाधा का "उद्घाटन और डाई प्रवेश"

हेयर डाई उत्पादों में क्षारीय घटक, जैसे अमोनिया और इथेनॉलमाइन, बालों की सतह के पीएच मान को बढ़ा सकते हैं, जिससे बालों की एपिडर्मिस में "मछली के पैमाने" कोशिकाएं सूज जाती हैं और अंतरकोशिकीय स्थान का विस्तार होता है; साथ ही, ऑक्सीडेंट (जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड) एपिडर्मिस में केराटिन प्रोटीन को थोड़ा ऑक्सीकृत कर देगा, जिससे बाधा संरचना और बाधित हो जाएगी। दोनों मिलकर डाई अणुओं के लिए एक "चैनल" खोलते हैं।

इसके बाद, डाई अणु (जैसे छोटे अणु अग्रदूत डाई) "सांद्रता अंतर प्रसार" के माध्यम से बालों के कॉर्टेक्स में प्रवेश करते हैं। अणु जितना छोटा होगा, घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी, और प्रसार दक्षता उतनी ही मजबूत होगी; हालांकि, मैक्रोमोलेक्यूलर डाई (जैसे प्राकृतिक पौधे डाई में फ्लेवोनोइड) प्रवेश करना मुश्किल है, जो प्राकृतिक हेयर डाई की खराब रंग स्थिरता का मूल कारण भी है।

चरण 3:

कॉर्टिकल बालों में विरंजन और प्रतिक्रिया

बालों के कॉर्टेक्स में प्रवेश करने के बाद, ऑक्सीडेंट (जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड) पहले प्राकृतिक मेलेनिन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं: मेलेनिन में इंडोल संरचना ऑक्सीकृत और टूट जाती है, और मूल रंग गायब हो जाता है (अर्थात "विरंजन"), नए रंगों के लिए जगह बनाता है। साथ ही, ऑक्सीडेंट मध्यम रूप से केराटिन के डाइसल्फाइड बांड को तोड़ता है, बालों के कॉर्टेक्स में फाइबर बंडल अंतराल का विस्तार करता है और डाई अणुओं के प्रसार को और बढ़ावा देता है।

इसके बाद, डाई अणु केराटिन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं: यदि यह एक स्थायी हेयर डाई है, तो छोटे अणु अग्रदूत डाई (जैसे पी-फिनाइलेनेडियमिन) ऑक्सीडेंट की क्रिया के तहत ऑक्सीडेटिव पोलीमराइजेशन से गुजरेंगे, जिससे मैक्रोमोलेक्यूलर वर्णक बनते हैं जो केराटिन के अमीनो समूहों के साथ सहसंयोजक रूप से बंधते हैं (मजबूत बंधन बल के साथ और आसानी से अलग नहीं होते हैं); यदि यह एक अर्ध स्थायी हेयर डाई है, तो डाई अणु (जैसे एसिड डाई) इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना (केराटिन के कार्बोक्सिल समूह से बंधना) के माध्यम से चिपक जाते हैं, कमजोर बंधन बल के साथ और धोने के कारण आसानी से अलग हो जाते हैं।

चरण 4:

मेडुला की ओर डाई का प्रसार और रंग स्थिरता

अप्रत्यक्ष डाई अणु आगे मेडुला में फैल जाएंगे, भौतिक भरने के माध्यम से रंग एकरूपता प्राप्त करेंगे; साथ ही, हेयर डाई उत्पादों की धुलाई और बालों के सूखने के साथ, बालों की छल्ली पर "मछली के पैमाने" कोशिकाएं धीरे-धीरे बंद हो जाती हैं, और बाधा कार्य बहाल हो जाता है, डाई अणुओं को बालों के कॉर्टेक्स और मेडुला में बंद कर देता है।

नए हेयर कलर का प्रतिधारण बालों के मेडुला और एपिडर्मिस के बीच परस्पर क्रिया से निकटता से संबंधित है। कोशिकाएं धीरे-धीरे बंद हो जाती हैं, बाधा कार्य बहाल हो जाता है, और डाई अणु बालों के कॉर्टेक्स और मेडुला में "बंद" हो जाते हैं। इस बिंदु पर, बालों को रंगने की प्रक्रिया पूरी हो जाती है, और बाल एक नया रंग प्रस्तुत करते हैं जो दैनिक सफाई (स्थायी प्रकार) या धीरे-धीरे शेड (अर्ध स्थायी प्रकार) के दौरान आसानी से नहीं झड़ता है।

हेयर डाई तकनीक का मूल "बालों की संरचना और रासायनिक गुणों" का "हेयर डाई पदार्थों की क्रिया के तंत्र" के साथ वैज्ञानिक मिलान है। चिकित्सकों के लिए, केवल बालों की एपिडर्मिस के बाधा कार्य, बालों के कॉर्टेक्स की मुख्य भूमिका और अल्फा केराटिन की प्रतिक्रिया विशेषताओं को गहराई से समझने से ही वे "प्रभावशीलता, कोमलता और स्थायित्व" के बीच संतुलन पा सकते हैं और बाजार की मांग को पूरा करने वाले उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों का विकास कर सकते हैं। 19वीं सदी से आज की 21वीं सदी तक, डाई अनुसंधान और रंगाई तकनीक में हर सफलता बालों के विज्ञान की गहरी समझ से उपजी है, जो भविष्य के उद्योग नवाचार की मुख्य दिशा भी है।