Att hitta nästa generations säkrare hårfärgningsmedel kan vara lika enkelt som att gå till biblioteket – i det här fallet, NC States Max Weaver Dye Library. Färgämnesbiblioteket, donerat av Eastman Chemical Company, innehåller nästan 100, 000 unika färgämnen som väntar på att formas till morgondagens produkter.

Forskare från NC State's College of Textiles och Department of Chemistry sökte i Max Weaver Dye Library efter föreningar med hög kemisk likhet med kända referenshårfärger. Kemisk likhet är ett mått på antalet delade strukturella egenskaper mellan två föreningar. Målet är att upptäcka möjliga färgämnen som kan användas i nästa generations hårfärgsprodukter som är säkrare för konsumenter, stylister och miljön.

En datorbaserad likhetssökning, ett keminformatikverktyg för att mäta kemisk likhet, utfördes för att undersöka mer än 2, 100 digitaliserade biblioteksfärgämnen. Forskarna hittade en delmängd av 158 föreningar med höga kemiska likheter med referenshårfärgerna. Ytterligare studier minskade livskraftiga hårfärgskandidater till fyra färgämnen och sedan ytterligare ner till de två mest lovande Max Weaver Dye -kandidaterna.

"Vi har nu potentiellt en ny underklass av färgämnen som lovar att användas i hår, säger Tova Williams, en tidigare NC State Ph.D. student och huvudförfattare till en tidskriftsartikel om forskningen. "Särskilt en har potential att ha ett starkare band med hår."

Att färga hår är ett globalt företag på mångmiljarder dollar som växer snabbt. Hårfärgningsmedel är indelade i tre grundläggande typer, beroende på hur länge de håller. Tillfälliga färgämnen, som täcker hårytan, tvätta med ett eller två schampon. Semi-permanenta färgämnen håller lite längre – genom sex till åtta tvättar.

Cirka 80 procent av kommersiella hårfärger på marknaden, dock, är permanenta. När en permanent hårfärgning appliceras, små prekursormolekyler glider in i kärnan av hårfibrer, där de "förenar varandra" för att bilda större molekyler och ge färg, säger Williams. Permanent hårfärg motstår att tvättas ut eftersom det är fysiskt fångat inuti hårstrået genom den kemiska oxidationsprocessen.

"Målet är att använda alternativa prekursorer som inte är giftiga och som inte orsakar hudkänsliga allergier, ", sa Williams. "Genom att modifiera strukturen av nyckelföreningar i färgämnesbiblioteket, vi hoppas kunna designa nya färgämnesprekursorer som är miljösäkra, lägg dem i håret och förvandla dem sedan till färger för att dra nytta av de unika färgämnesstrukturerna.

"Det finns mer arbete att göra, men det här är en lovande början, " sa Williams.

Studien dyker upp i ACS Sustainable Chemistry and Engineering .