Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Northwestern đã giải quyết được vấn đề tồn tại hơn một thế kỷ qua nhờ có khoa học vật liệu: Đó là việc nhuộm tóc quá thường xuyên gây tổn thương cho mái tóc suôn mượt của bạn. Các nhà khoa học đã sử dụng siêu vật liệu graphene để chế tạo loại thuốc nhuộm tóc mới không độc, vô hại và giữ màu tóc sau nhiều lần gội. Tính chất dẫn điện của graphene cũng mở ra nhiều cơ hội mới cho tóc như biến đổi nó thành các điện cực tại chỗ hoặc kết hợp với các thiết bị điện tử mang theo người.
Nhuộm tóc xem ra là thao tác đơn giản và bình thường, nhưng trên thực tế lại là một quá trình hóa học tinh vi. Lớp ngoài cùng của sợi tóc là lớp biểu bì, được hình thành từ các tế bào chồng lên nhau trong một mô hình giống như vảy. Thuốc nhuộm tóc thương mại hoạt động nhờ sử dụng các hóa chất mạnh như amoniac và thuốc tẩy để mở lớp biểu bì cho các phân tử thuốc nhuộm đi vào bên trong và sau đó kích thích phản ứng bên trong tóc để tạo màu. Quá trình này không chỉ khiến cho tóc trở nên dễ gãy mà một số phân tử nhỏ cũng trở nên khá độc hại.
Nhóm nghiên cứu đã không sử dụng các hóa chất độc hại nhờ khai thác hình dạng tự nhiên của các tấm graphene. Dù các loại thuốc nhuộm hiện nay sử dụng hỗn hợp phân tử nhỏ hoạt động bằng cách làm thay đổi tóc về mặt hóa học, nhưng các tấm graphene mềm và dẻo, do đó, chúng quấn quanh mỗi sợi tóc một lớp phủ. Công thức này cũng kết hợp các chất dính polymer không độc hại và có thể ăn được để đảm bảo rằng graphene dính và tồn tại sau ít nhất 30 lần gội, là yêu cầu về mặt thương mại đối với thuốc nhuộm tóc lâu dài. Ngoài ra, graphene còn chống tĩnh điện nên tóc ít bị bay vào mùa đông.
So sánh hình dạng của graphene với hình dạng của các hạt sắc tố đen khác như cacbon đen hoặc oxit sắt chỉ được sử dụng trong thuốc nhuộm tóc tạm thời, Huang giải thích: “Tương tự như sự khác biệt giữa giấy ướt và quả bóng tennis. Giấy ướt sẽ bao phủ và bám tốt hơn nhiều. Các hạt hình dạng của quả bóng dễ dàng bị rửa trôi bằng dầu gội”. Hình dạng của graphene cũng góp phần giải thích vì sao graphene là giải pháp an toàn. Trong khi các phân tử nhỏ có thể dễ dàng bị bị nuốt hoặc di chuyển qua hàng rào của da, thì graphene có kích thước quá lớn để thâm nhập vào cơ thể.
Graphene, mạng lưới cacbon 2 chiều, đã phát triển mạnh mẽ vào năm 2004 với vô số ứng dụng tiềm năng. Nhưng để phát triển các ứng dụng đó, vật liệu graphene phải hoàn hảo về cấu trúc ở mức có thể để có được những tính chất điện, cơ hoặc nhiệt tuyệt vời. Đối với thuốc nhuộm mới, tính chất quan trọng nhất của graphene là màu đen. Do đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng oxit graphene, chất dẫn xuất oxy hóa sẵn có, giá rẻ. Các loại thuốc nhuộm khác trong tương lai có thể khai thác các tính chất đáng chú ý của graphene như tính chất dẫn điện tốt. Cho đến nay, nhóm nghiên cứu đã tạo ra loại thuốc nhuộm tóc từ graphene với các màu nâu và đen, nhưng dự kiến sẽ thử nghiệm nhiều màu hơn.
N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2018-03-graphene-application-non-toxic-anti-static-hair.html#jCp,