Ein Projekt unter der Leitung von Ella Hudson, Ph.D. Forscher an der University of Sheffield versucht, den Beitrag der Haarkutikula zu den mechanischen Eigenschaften der gesamten Faser zu ermitteln.
Das Ziel dieser Arbeit war festzustellen, ob eine neuartige Haarpflegebehandlung die nanomechanischen Eigenschaften der Kutikula von Haarfasern nach einer schädigenden Behandlung wiederherstellen kann, und auch die Wirkung des Haartyps (Ethnizität) zu untersuchen. Um dies zu erreichen, wurden die kutikulären nanomechanischen Eigenschaften von Haaren in drei Zuständen mit Proben von zwei verschiedenen Haartypen untersucht: afrikanische und kaukasische, was für die Literatur auf diesem Gebiet typisch ist:
Untersucht wurde der Beitrag der Kutikula (Oberflächenschicht) zu den mechanischen Eigenschaften einer ganzen Faser. Die Techniken, die typischerweise zur Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Haaren verwendet werden, erzeugen jedoch Daten, die für die gesamte Faser repräsentativ sind (Yu et al. 2017). Nanoindentation ermöglicht die lokalisierte Messung von Härteeigenschaften nur der Oberfläche von Proben
Haarfasern sind hierarchisch organisiert und bestehen aus drei grundlegenden Struktureinheiten: i) einer schützenden äußeren Schicht, die Kutikula genannt wird, ii) einem zentralen Kern, der Kortex genannt wird, und in einigen Fällen iii) einem porösen Kanal, der Medulla genannt wird.
Die Nanoindentation-Daten zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen für afrikanisches oder kaukasisches Haar. Diese Ergebnisse unterscheiden sich von mechanischen Ganzfasertests, die deutliche Behandlungsunterschiede zeigen, was deutlich darauf hindeutet, dass die inneren Strukturen der Haarfasern (Kortex und Medulla) am stärksten auf die schädigenden und restaurativen Behandlungen ansprechen und nicht die Kutikula.
Der Vergleich zwischen afrikanischen und kaukasischen Haartypen für alle drei Behandlungsgruppen (unbehandelt, geschädigt und restauriert) zeigte, dass die Kutikulaschicht der afrikanischen Haarprobe höhere Werte für den reduzierten Elastizitätsmodul und die Härte aufwies als die kaukasische Probe, was die angeborene Kutikula zeigt Unterschiede in Abhängigkeit vom Haartyp.
Frühere Arbeiten von Ella zu den mechanischen Eigenschaften von Haarfasern konzentrierten sich auf die Analyse der Populationsvariation und wie sich diese nach verschiedenen Behandlungen ändern kann, was durch die Nanoindentation-Daten verstärkt wurde. Im Allgemeinen reduzieren schädigende Behandlungen die Variation im Vergleich zu unbehandeltem Haar. Die neuartige restaurative Haarpflegebehandlung scheint diese Populationsvarianz in Richtung des vorgeschädigten Zustands wiederherzustellen, in Übereinstimmung mit den an ganzen Fasern gesammelten mechanischen Eigenschaftsdaten.
In den Daten war das interessante Phänomen zu bemerken, dass nach der Anwendung der neuartigen Behandlung auf geschädigtes Haar eine bimodale Verteilung auftrat, die in den unbehandelten oder geschädigten Haargruppen nicht zu sehen war. Eine endgültige Erklärung dafür gibt es derzeit nicht, es kann aber an den angeborenen Unterschieden zwischen einzelnen Haarfasern liegen, zum Beispiel am Vorhandensein eines Marks.
Ella beabsichtigt, weiterhin Haare in verschiedenen Schädigungszuständen zu charakterisieren und die Wirksamkeit restaurativer Behandlungen zu untersuchen.