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染髮的化學

染過頭髮的人可能都經驗過染髮劑的臭味,一種類似阿摩尼亞的味道。到底染髮劑是如何起染色作用的?這個阿摩尼亞的臭味又是怎麼回事呢?
 
 
 
數年前,德國大選前夕,總理鬧了一個染髮風波,因而要告新聞界毀謗名譽。美國的名歌星瑪丹娜和斯必兒都給人金髮飄飄的美好印象,但很多人知道她們並不是天生的金髮。最近日本的娛樂界掀起了一窩風的染髮熱,這股風潮吹遍了亞洲,包括台灣,不但年輕人染髮,連中年人也髮頂五光十色。當然,上了年紀的人使用染髮劑更是不落人後,不過他們不是追求時髦,而是為了隱藏白髮。髮上悲歡故事何其多,導致染髮工業生意興隆,各式各樣的染髮劑充斥了商店的櫥窗。

市面上的染髮劑有許多種,有暫時性的,有半永久性的,也有永久性的。暫時性的染髮劑多半一次洗髮就會完全洗掉,半永久性的染髮劑可耐五到十次的洗髮搓揉,永久性染髮劑則可以持續到新的頭髮生出來後再染。到底什麼成分決定染髮劑的持久性呢?染過頭髮的人可能都經驗過染髮劑的臭味,一種類似阿摩尼亞的味道。到底染髮劑是如何起染色作用的?這個阿摩尼亞的臭味又是怎麼回事呢?

人類染髮其實已有千年的歷史,但是第一個安全的商用染髮色素則是一九○七年由法國的化學家雪勒 (Schueller)發明的。他的染色素是對苯二氨的衍生物。 雪勒的公司就是後來的染髮名牌萊莉亞 (L'Oreal)。要理解染髮的化學,必須先對頭髮的結構有些了解。在顯微鏡下可觀察到頭髮是桿狀有鱗片的組織,在鱗片表皮層的下方有兩種蛋白質,真黑色素(eumelanin)和嗜鉻黑色素(phaeomelanin)。前者帶來了棕到黑的髮色,後者則是形成紅髮或黃髮的原因。如果兩者都缺少了,頭髮就變成白色或灰色。

暫時性染髮劑裡的色素只是附著在鱗狀表層的外面,所以非常容易被洗掉。常見的半持久性的深色色素是醋酸鉛,醋酸鉛可以滲入頭髮表皮層和裡面蛋白質上的硫反應,形成一種深色的化合物硫化鉛。

至於持久性的染髮劑,不論是深色還是淺色,染色素必須能滲入髮桿的深處,這些染色素才不會被洗髮精洗掉。要使染色素能滲入髮桿,它必須先穿透鱗狀表層,才能達到表層下並與髮桿的蛋白質色素接觸。持久性的染髮劑都包裝成兩部分,第一部分是染色劑的阿摩尼亞溶液,第二部分是6%過氧化氫水溶液。阿摩尼亞的作用是使鱗狀表層漲開,如此過氧化氫和染色劑就可以很容易地穿過表層與髮桿的蛋白質接觸。過氧化氫先氧化了髮桿蛋白質,把髮色漂白,然後染色劑和氧再反應形成新的顏色。

這些染色劑在碰到過氧化氫時,會慢慢地被氧化而加深顏色。不同的染色劑可以提供不同髮色,完全決定於染色劑的化學成分。例如紅色是用2-nitro-p-phenylenediamine,如果間苯二酚(resorcinol)的成分加多,頭髮就會呈現黃色。染色化學裡最主要的新發現是dihydroxyphenylalanine (俗稱Dopa),以Dopa 為基礎的衍生物,使各式各樣的髮色變得可能。

染髮劑裡的一些成分,像阿摩尼亞、過氧化氫、染色劑的酚都是有生物活性的化學品。這些化學藥物的含量雖然不高,不會有致命的危險,但是皮膚過敏的人仍然要小心使用。通常反應的症狀是皮膚發癢,起紅斑或疹子。所以不論是什麼樣的染髮劑,都會警告使用人在使用前務必先做皮膚敏感性測試,看看有沒有反應,然後才正式使用。

現代的年輕人和明星們靠著染色劑的化學,來改變他們的髮色,增強他們的戲劇性格。年長者也依賴染色化學來掩飾老化,延長生命之春。但是青春與美麗不能只做表面工作,最好能重新補足頭髮中的蛋白質,使得新生的頭髮再度發黑,  這一點就有待醫學上的突破了。
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