Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Но, как я уже говорила, у использования силикона есть один негативный эффект: он может откладываться в вашем организме. Так как силикон – это тяжелое вещество, то, когда он цепляется за волос, утяжеляет и его. Со временем разные молекулы силикона соединяются друг с другом, придавая волосам жирный вид.

Еще один ингредиент шампуня, который постоянно подвергается критике, – это поверхностно-активное вещество (ПАВ) – сульфат. Лаурилсульфат натрия (сокр. ЛСН, SLS или SDS) представляет собой отличный пенообразователь (а еще это хорошее чистящее средство), так что его часто добавляют в шампуни, чтобы сделать их сильно пенистыми. К сожалению, сульфаты образуют сильные связи с маслами в ваших волосах; высокая концентрация сульфата может «вымыть» все масла, из-за чего ваши волосы станут сухими. Если у вас волнистые или вьющиеся волосы и ваш парикмахер сказал ни в коем случае не использовать шампунь с сульфатами, то теперь вы знаете почему.

По правде говоря, состав шампуня должен быть простым. Мой любимый почти полностью состоит из воды, глицерина и ароматических молекул. Благодаря глицерину шампунь становится густым, вязким, а ароматические молекулы придают ему приятный запах. Есть несколько исследований, в которых говорится, что ароматные молекулы могут высушивать волосы, но мне просто нравятся шампуни с цветочным запахом. Однако, если говорить честно, в вашем шампуне должно содержаться что-то, что будет очищать кожу головы и волосы от жира. Именно поэтому даже в самых дорогих и хороших шампунях есть несколько капель сульфата (или любого другого поверхностно-активного вещества). Если вы в поисках нового шампуня, то советую вам обратить внимание на марку Davines. В их продуктах не содержатся парабены или сульфаты, а сам бренд придерживается философии экологической ответственности и занимается благотворительностью.

Конечно, мы можем нивелировать нанесенный шампунем ущерб с помощью кондиционера для волос. Реклама внушает нам, что кондиционеры помогают смягчить или увлажнить волосы. Не совсем правда, но смягчение и увлажнение являются дополнительными эффектами от использования кондиционера. Однако его главная задача – минимизировать трение от соприкосновения волос друг с другом при расчесывании.

Но как это работает? В большинстве кондиционеров есть положительно заряженные ПАВ, называемые катионными ПАВ (КПАВ). Они представляют собой большие молекулы, содержащие в себе четвертичные аммониевые соединения (ЧАС). Те представляют собой ромб с атомом азота в центре, связанным с четырьмя углеводородами. ЧАС – прекрасный пример тетраэдрической молекулы, которые мы обсуждали в первой части книги.

Если мы заглянем в периодическую таблицу, то увидим, что азоту хочется быть связанным с тремя атомами. Но при определенных обстоятельствах он может связаться и с четырьмя, как в ЧАС, придавая молекуле положительный заряд (и превращая ее в катион).

Когда ЧАС связываются с волосом, они образуют гидрофобное покрытие. «Гидрофобный» означает «боязнь воды», и благодаря этому мы может наблюдать три удивительных эффекта от использования кондиционера. Во-первых, волосы расчесывать становится легче, потому что трение между прядями уменьшилось. Каждый волос покрыт ЧАС, так что они не могут образовать с водой водородную связь. Во-вторых, волосы теперь мягче и толще, поскольку мы нанесли на них защитный слой. В-третьих, благодаря электростатическому взаимодействию волоса и защитного слоя у вас больше не будут появляться «дьявольские рожки». Именно так моя сестра называла разлетающиеся в разные стороны волосы до того, как узнала о статическом заряде – заряде, который уравновешивается новыми катионными ионами.

Если использовать ЧАС правильно, то можно полностью восстановить поврежденные волосы. Вот в чем дело: когда ваши волосы повреждаются из-за воздействия окружающей среди или химической обработки, то на их кончиках начинает накапливаться отрицательный заряд. ЧАС в кондиционере притягиваются к наиболее поврежденным участкам волоса, образуя сильное электростатическое притяжение с отрицательно заряженными кончиками волос. В ходе этого ионного взаимодействия кончики восстанавливаются, они с меньшей вероятностью будут ломаться, а сами волосы приобретут блестящий и гладкий вид.

Самое главное, что катионные ПАВ очень легко изготовить в лаборатории, они недорогие и их много. К сожалению, иногда компании называют ПАВ катионными полимерами, что не совсем правильно; не очень хочется использовать катионные полимеры на волосах!

Почему? Дело в том, что катионные полимеры (они гораздо крупнее катионных ЧАС) обладают высокой плотностью заряда: это значит, что в относительно небольшом пространстве находится большой заряд. Молекулы с высокой плотностью заряда накапливаются в организме (как и силиконы). Катионные полимеры притягиваются к волосам и крепко цепляются за них. Из-за этого может возникнуть ощущение «тяжелых» и жирных волос. Именно поэтому нам следует избегать шампуней с катионными полимерами в составе.

Единственная разница между обычным кондиционером и глубоким заключается в том, что у глубоких кондиционеров густая текстура и сильное действие на волосы. К тому же глубокий кондиционер нужно оставлять на кончиках волос в течение долгого времени. Это нужно для того, чтобы молекулы могли завершить все химические реакции; так наши волосы станут здоровее и мягче. У глубоких кондиционеров потрясающая эффективность.

И да, это не магия, а наука!

Когда я глубоко кондиционирую волосы, я параллельно использую ароматный гель для душа. Они очень похож на шампуни, но обычно в них содержится более высокая концентрация ПАВ и ароматизаторов. Мой любимый гель – вода с SLS (для пенообразования и очищения тела), глицерином (чтобы у геля была густая текстура) и большим количеством ароматных молекул (чтобы пахнуть солнцем). Любимый гель для душа моего мужа имеет аналогичный состав, но так как его гель для душа намного дешевле моего, он жидкий и практически без аромата.

Если вы используете крем для бритья, то, скорее всего, это комбинация глицерина, SLS (сульфаты!) и воды. Основным отличием от шампуня является то, что крем для бритья – это пена (газ в жидкости). Когда вы нажимаете на баллон, происходит следующее: газообразные молекулы в верхней части баллона вдавливаются в смесь воды, SLS и глицерина. Из-за этого пена проталкивается вверх, через трубку, и выходит из баллончика.

Точно так же, как солнцезащитный крем защищает нашу кожу от солнца, крем для бритья защищает ее от лезвий бритвы. Пенящееся вещество образует защитный слой между кожей и лезвием, оберегая кожу от нежелательных последствий: раздражения и вросших волосков. Все очень просто; вы хотите иметь гладкие ноги? Используйте крем для бритья!

Первое, что я делаю, выходя из душа, – наношу на волосы термозащитное средство. По правде говоря, это одно из лучших изобретений XXI века. «Термо» обозначает тепло, и именно поэтому данные продукты называются термозащитными средствами. Во время сушки феном и укладки наши волосы подвергаются сильнейшему стрессу. Чтобы их защитить, мы покрываем голову тонким материалом – точно так же, как мы пользуемся прихватками, чтобы не обжечься. Термозащитные средства представляют собой большие молекулы, прилипающие к нашему волосу; они обладают устойчивостью к высоким температурам.

После того, как я нанесла на волосы термозащитное средство, я использую фен. Так как мокрые волосы «мокрые» из-за молекул воды на них, вода может естественным образом испаряться при температуре ниже 100°C (212°F). Думаю, это неудивительно для тех людей, кто сушит волосы «естественным» образом (когда те высыхают сами по себе). С научной точки зрения дать волосам высохнуть самим – это так же естественно, как и испарение воды из стакана.

Интересный факт: когда влажные волосы подвергаются воздействию тепла, они могут реагировать разными способами, поскольку химическая активность зависит от температуры тепла. Кожа головы может повредиться при температуре ниже 110°C (230°F), и это повреждение похоже на небольшой ожог; такой ожог, как если бы вы поднесли руки слишком близко к сушилке. Но обычно кожа головы может восстановиться самостоятельно.

Непоправимое тепловое повреждение (или химическое повреждение) происходит при температуре от 176°C (349°F). Сильный жар вызывает разрушение кератиновой цепочки; просто поищите видео #hairfail в интернете и посмотрите сами. Бедные люди сожгли себе волосы, потому что они или (1) не использовали термозащиту, или (2) воздействовали горячим воздухом на волосы слишком долго.

В общем-то (но на самом деле нет, я объясню это позже) оптимальная температура для сушки волос составляет примерно 135°C (или 275°F). Эта «идеальная» температура позволяет ускорить процесс испарения влаги, однако не настолько высока, чтобы вызвать химическое повреждение.

Когда я впервые об этом узнала, то предположила, что большинство фенов выдают поток воздуха с температурой от 100 до 135°C (212–275°F). Но, подумав еще пару секунд, я поняла, насколько это опасно. Вода закипает при температуре 100°C (212°F), и только от одного пара можно получить неприятный ожог. Мой муж совсем недавно обжег паром два пальца, и волдыри были настолько огромными, что я даже собиралась отвезти его в больницу.

Представьте, какую боль вы бы испытывали, если бы решили попарить свое лицо при температуре 135°C (275°F). На наших руках есть мозоли, защищающие нас от случайного взаимодействия с высокими температурами; однако кожа головы ничем не защищена. По правде говоря, она очень чувствительная, так что тепло в 135°C (275°F) казалось бы просто невыносимым.

Большинство фенов для сушки и укладки волос могут выдавать воздух с температурой от 40 до 50°C (104–122°F). И это ничто по сравнению с техническим феном, который похож на фен, но выдает струю воздуха с температурой 600°C (1100°F). Вы никогда не захотите использовать технический фен для сушки волос. Еще во времена, когда я училась в аспирантуре, я попала под сильный дождь. Тогда ко мне пришла замечательная идея высушить мокрую одежду техническим феном. Горячий воздух был таким приятным, но ровно до того момента, как я поняла, что он начал прожигать ткань моей рубашки.

Итак, если фены выдают поток воздуха с небольшой температурой, то как именно испаряется вода из наших волос? Чтобы ответить на этот вопрос, мне нужно рассказать вам о том, что же такое температура на самом деле. Когда ученые используют термин «температура», мы указываем среднюю кинетическую энергию системы. В химии кинетическая энергия обозначает движение молекул, и она прямо пропорциональна их скорости (значению того, насколько быстро они двигаются).

Если мы взглянем на какой-нибудь образец воды, то нам будет казаться, что все молекулы движутся с одинаковыми скоростями. Однако они двигаются по-разному. Это происходит из-за ряда факторов; например, молекулы постоянно бьются друг об друга и стенки контейнера. Когда молекулы воды набирают необходимую скорость, они могут стать молекулами газа.

Просто представьте детей в спортзале. Если вы дадите им немного свободного времени, то вскоре они устроят полный хаос: будут беспорядочно бегать по всему помещению, толкая друг друга или отталкиваясь друг от друга. Одна часть детей бегает, а другая просто стоит на месте. Рассматривая эту систему, будет неправильно сказать, что бегают все дети. Вместо этого мы можем рассчитать среднюю скорость детей, которая и будет температурой спортзала.

Но как это относится к нашим фенам? Что же, давайте посмотрим на детей, бегающих по залу. Они двигаются быстрее других детей и, вероятно, хотят выбраться из душного зала, чтобы побегать на свежем воздухе. Когда появится возможность (например, откроются двери спортзала), дети сразу побегут на выход. Бегавшие до этого дети побегут к дверям быстрее всех, и уже за ними потянутся остальные (если начнут двигаться быстрее).

То же самое происходит с молекулами воды на мокрых волосах. Фен придает им немного дополнительной энергии, чтобы они начали вибрировать. Когда молекулы воды накапливают достаточное количество энергии, то открепляются от волоса и уходят в атмосферу. Когда это делают все молекулы, наши волосы становятся сухими.

У вас может возникнуть вопрос: если фен не выдает очень горячий воздух, то зачем перед сушкой мы использует термозащитное средство? Дело в том, что нам не нужно сушить волосы! Волосам требуется защита от горячих инструментов, например, утюжка для выпрямления волос или щипцов для завивки, которые очень сильно нагреваются. Так почему же первое средство, которое мы наносим после душа, это термозащита? Потому что равномерно распределить термозащитное средство намного проще по влажным волосам.

В отличие от фена, инструменты для завивки и выпрямления волос работают на высоких температурах, из-за чего могут сильно повредить ваши волосы. Качественное термозащитное средство позволяет какое-то время воздействовать на волосы высокими температурами, при этом не нанося им никакого вреда. Это можно сравнить с криогенными перчатками, с помощью которых я могу выдержать температуру замерзания жидкого азота – но всего несколько секунд.