Haarstyling kann eine starke Form des Selbstausdrucks sein, egal ob es sich um dramatische Hochsteckfrisuren, komplizierte Zöpfe oder verrückte Farben handelt. Diese Strähnen spiegeln nicht nur unsere Persönlichkeit wider, sondern enthalten auch Verbindungen, die eines Tages in Verbänden, Sonnenschutzmitteln oder anderen Produkten auftauchen könnten. Forscher melden sich ACS-Omega haben jetzt ein einfaches, umweltfreundliches Verfahren entwickelt, um sowohl Keratin als auch Melanin aus menschlichem Haar für diese möglichen Anwendungen ohne aggressive Chemikalien oder übermäßige Verschwendung zu extrahieren.
Haare bestehen aus Proteinfilamenten, die aus vielen verschiedenen Schichten und Komponenten bestehen. Seine Struktur stammt vom Protein Keratin, das auch in Fingernägeln, Hörnern und Federn vorkommt. Für seine Farbe sorgt Melanin, eine Gruppe von Pigmentmolekülen, die auch in Haut und Augen vorkommen. Darüber hinaus hat Melanin antioxidative Eigenschaften und kann helfen, UV-Licht abzuschirmen.
Diese Qualitäten machen die Verbindungen für biomedizinische Anwendungen geeignet; Da jedoch die meisten ausrangierten Haare verbrannt oder auf Mülldeponien entsorgt werden, werden auch Keratin und Melanin größtenteils nicht verwendet. Es ist möglich, sie chemisch aus dem Haar zu extrahieren, aber aktuelle Protokolle können entweder nur jeweils eine Verbindung extrahieren oder auf aggressive Chemikalien und komplizierte Schritte zurückgreifen. Daher wollten Paulomi Ghosh und Kollegen eine unkomplizierte Methode entwickeln, um sowohl Keratin als auch Melanin in einem einzigen Verfahren mit einem recycelbaren, grünen Lösungsmittel aus menschlichem Haar zu extrahieren.
Die Forscher sammelten Haarproben aus örtlichen Salons, wuschen sie dann und schnitten sie in kleine Scheiben. Dann mischten sie das Haar mit einer ionischen Flüssigkeit, die die Mischung auflöste, indem sie die Wasserstoffbrückenbindungen unterbrach, die die Keratinproteine zusammenhielten. Beim Erhitzen und Gießen in eine Salzsäurelösung fielen die Melaninpigmente aus und wurden gesammelt. Als nächstes führten die Forscher eine Dialyse durch, um die Keratinproteine zu sammeln. Die ionische Flüssigkeit wurde recycelt und in Folgereaktionen wiederverwendet, ohne dass die Ausbeute der Reaktion wesentlich beeinträchtigt wurde.
Wiedergewonnenes Keratin war mit Blut kompatibel, was darauf hindeutet, dass es in strapazierfähigen hämostatischen Bandagen verwendet werden könnte. Dieses Extraktionsverfahren behielt auch die natürliche Struktur des Melanins bei, die bei anderen, härteren Methoden verloren ging. Da das Melanin gute antioxidative und UV-abschirmende Eigenschaften hat, könnte es laut Team in Sonnenschutzprodukten oder -folien verwendet werden. Die Forscher sagen, dass diese Technik als grüner Weg dienen könnte, um nützliche Biopolymere nachhaltig aus ansonsten weggeworfenen Materialien zu extrahieren.
Mehr Informationen:
Ashmita Mukherjee et al, One-Pot Extraction of Bioresources from Human Hair via a Zero-Waste Green Route, ACS-Omega (2023). DOI: 10.1021/acsomega.3c01428