创新制备木质素凝胶乳液护发素引领护发新趋势

在日常生活中，人们精心呵护头发，护发产品成为众多消费者的必备品。然而，当前市面上常见的护发产品却暗藏隐忧。传统护发产品通常含有 20 - 30 种成分，大多源自油脂化学和石油，这种来源不仅在资源可持续性方面存在问题，而且对环境也可能造成一定的负担。随着全球护发市场的不断扩张，消费者对于可持续个人护理产品的关注度日益提高，寻找更加环保、天然的护发成分迫在眉睫。

芬兰的研究人员从一则芬兰民间传说和个人经历中获得灵感。传说中提到，如果酒、焦油和桑拿都无法缓解病痛，那么病症可能很严重。研究人员回忆起在桑拿和在褐色湖水游泳后，感觉无需使用护发素，由此开始思考天然多酚和腐殖质的护发作用。木质素作为腐殖质的前体，具有抗氧化、表面活性等多种特性，研究人员推测其或许能成为护发配方中的多功能成分，于是开启了基于胶束木质素凝胶（micellar lignin gels ）的全生物基护发素研究之旅。这项研究成果发表在《Science Advances》期刊上。

多技术助力研究深入开展

研究人员为探究木质素在护发产品中的应用潜力，采用了多种关键技术方法。通过制备不同浓度的木质素凝胶，并将其与各种比例的葵花籽油、椰子油乳化，观察乳液的稳定性和特性。利用光学显微镜、荧光显微镜等多种微观观测技术，分析乳液中液滴的形态、大小分布以及木质素颗粒的分布情况。借助扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）研究护发前后头发表面的微观变化。运用旋转粘度计测量乳液的动态粘度，评估其流变学性质。采用 2,2′- 叠氮基 - 双（3 - 乙基苯并噻唑啉 - 6 - 磺酸）自由基阳离子溶液（ABTS?? ）脱色法测定抗氧化活性，通过抑菌圈实验检测抗菌活性，还进行了湿梳力测量、水接触角测量和水洗性测试等，全面深入地探究了木质素凝胶乳液护发素的性能。

研究成果丰硕，护发素性能卓越

1. 木质素凝胶乳液护发素的制备与原理：研究人员制备的木质素凝胶乳液护发素，以高浓度木质素水凝胶为基础，在机械均质化作用下，可稳定含有天然甘油三酯油的皮克林乳液（Pickering emulsions ）。这种水凝胶是由软木硫酸盐木质素（softwood kraft lignin）和木质素磺酸钠（sodium lignosulfonates）共沉淀形成的物理胶束凝胶。研究人员推测，胶束木质素和甘油三酯油的共同作用，能够修复受损头发，其中木质素胶束可作为表面活性剂帮助油在头发上扩散。

2. 乳液的外观、性质和稳定性：木质素和油的相对浓度影响乳液外观。以 26% 木质素含量为基础配方，添加 6% 椰子油时，凝胶外观变化不明显。光学显微镜分析显示，该乳液水相较纯净，油滴分散良好，与商业产品相比优势明显。在流变学性质方面，乳液的粘度受 pH 值影响，pH 5.5 时粘度增加，且椰子油乳液粘度略低于葵花油乳液。两种乳液外观和液滴尺寸分布相似，多数液滴在 1 - 4μm 范围内。乳液在储存初期粘度增加，7 周后趋于稳定，达到商业护发素水平。此外，木质素凝胶乳液具有显著的抗氧化活性，且随着椰子油含量增加，抗氧化活性增强，但该乳液对大肠杆菌（Escherichia coli ）和蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus ）无抗菌活性。

3. 护发效果显著：研究人员选择含 6% 椰子油的木质素凝胶乳液进行实际护发测试，因为其流变学性质与商业配方相似，且胶体稳定性更好。通过测量湿梳力发现，该乳液与商业护发素性能相当，能显著降低湿梳力，平均降低 13 ± 1% ，与商业配方的 20 ± 9% 相比无统计学差异。SEM 和 AFM 分析表明，该乳液能使受损头发表面形态恢复，且不会在头发表面沉积微米级颗粒，而是形成包含木质素和椰子油的润滑复合涂层。

4. 长期稳定性和抗氧化性能持久：含 6% 椰子油的木质素凝胶乳液护发素在室温下储存约 1 年后，无明显相分离或分层现象。对储存 1 年的乳液处理后的头发进行 ABTS?? 检测发现，其抗氧化性能依然活跃，接触 1 分钟后，ABTS 自由基阳离子几乎完全被还原，与新鲜处理的头发效果相当，而商业护发素处理的头发和未处理的漂白头发抗氧化能力较弱。

5. 良好的水洗性和安全性：木质素基护发素颜色较深，研究人员测试了其水洗性。结果表明，无论是在纤维素滤纸还是猪皮上，该乳液都能轻松被水冲洗掉，不会留下明显污渍。且其主要成分软木硫酸盐木质素和木质素磺酸钠不属于有害物质，在其他个人护理产品中也有应用，安全性较高。

研究意义重大，开启可持续护发新篇章

在这项研究中，研究人员利用胶束木质素水凝胶稳定护发素乳液，为头发护理提供了润滑和天然抗氧化功效。该木质素凝胶乳液是传统化石基合成阳离子表面活性剂的环保替代品，其成分简单，仅包含水、硫酸钠、软木硫酸盐木质素、木质素磺酸钠和甘油三酯油。产品稳定性极佳，储存约 1 年后仍能保持良好状态，且生产过程易于放大，无需进行共价化学修饰。该配方结合了乳液的两亲性、润滑作用以及木质素的紫外线吸收功能，在头发保护方面展现出巨大潜力。

随着消费者对天然化妆品的认可度不断提高，对个人护理产品可持续性的要求也越来越严格。木质素作为一种天然来源的多功能多酚，在个人护理产品中的应用前景广阔。尽管木质素基护发素还存在颜色可能导致染色等问题，但通过进一步优化配方，有望解决这些问题。同时，在感官属性和安全性方面也需要更多研究。总体而言，这项研究为木质素在个人护理领域的应用开拓了新方向，为可持续护发产品的开发提供了创新思路，推动了相关领域的研究发展。