研究头发纤维表层的纳米力学性能

由 Ella Hudson 博士领导的项目 谢菲尔德大学的研究人员试图确定毛发角质层对整个纤维的机械性能的贡献。

这项工作的目的是确定一种新型护发疗法是否可以在破坏性处理后恢复头发纤维角质层的纳米力学特性，并研究头发类型(种族)的影响。为实现这一目标，在三个州研究了头发的角质层纳米力学特性，并使用了两种不同类型的头发样本：非洲人和高加索人，这在该领域的文献中很典型：

未经处理的(健康的)头发，

头发受损，以及

用新疗法治疗的受损头发。

正在研究的是角质层(表层)对整根纤维的机械性能的贡献。然而，通常用于研究头发机械特性的技术会生成代表整个纤维的数据(Yu 等人，2017 年)。纳米压痕技术可以仅对样品表面的硬度特性进行局部测量

头发纤维是分层组织的，由三个基本结构单元组成：i) 称为角质层的保护性外层，ii) 称为皮质的中央核心，以及在某些情况下，iii) 称为髓质的多孔通道。

纳米压痕数据显示，非洲人或高加索人头发的治疗组之间没有显着差异。这些结果不同于显示明显处理差异的全纤维机械测试，这清楚地表明头发纤维的内部结构(皮质和髓质)对损伤和修复处理反应最大，而不是角质层。

所有三个处理组(未处理、受损和修复)的非洲人和高加索人头发类型之间的比较表明，非洲人头发样本的角质层比高加索人样本具有更高的折减弹性模量和硬度值，这表明先天角质层头发类型的差异。

Ella 之前关于头发纤维机械特性的工作重点是分析种群变化，以及这种变化在不同处理后如何变化，这一点得到了纳米压痕数据的加强。一般来说，与未经处理的头发相比，破坏性处理会减少变异。新的恢复性护发治疗似乎确实可以将这种种群差异恢复到受损前的状态，这与在全纤维上收集的机械性能数据一致。

数据中注意到一个有趣的现象，即在对受损头发进行新型治疗后，未处理或受损头发组出现双峰分布。目前对此没有明确的解释，但可能是由于个体头发纤维之间的先天差异，例如，存在髓质。

Ella 打算继续表征处于不同损伤状态的头发，并研究修复治疗的功效。