髮型是個性和創造力的展現，能增強自信心。擁有捲髮的人都知道，潮濕是捲髮的天敵，因為潮濕會導致捲髮毛躁。在悶熱的天氣裡，水分會主動滲入頭髮角質層，造成膨脹，導致頭髮蓬鬆毛躁。扁平熨燙可以緩解這種現象，但這種方法很花時間，而且當人們想展示自己的捲髮時，卻只能做直髮。

現在，美國國立材料科學研究所（NIMS）的研究人員與日本歐萊雅公司（Nihon L’Oréal KK）合作，正面解決了這個問題，它們創造出一種具有形狀記憶功能的創新濕度響應發製品，能減少頭髮的吸濕傾向，在高濕度環境中保持捲曲不毛躁至少六小時，甚至由於其形狀記憶特性，還能讓頭髮有彈性。

研究人員首先使用了聚乙烯醇（PVA），這是一種眾所周知的與人體皮膚兼容的環保聚合物，具有水溶性且易於成型。然後，他們在其中加入了纖維素微晶（CM）。纖維素是自然界中含量最多、可生物降解、可再生且價格低廉的聚合物。纖維素中羥基的存在有利於與PVA 形成氫鍵，從而提高機械和阻隔性能、高防潮性和熱穩定性以及紫外線吸收能力。

儘管人們對PVA 的形狀記憶表現已有了解，但很少有人嘗試改進或提高它的表現。因此，研究人員開始研究可用於頭髮捲曲保養產品的PVA/纖維素複合材料，以改善其在高濕度條件下的形狀記憶表現。

他們評估了以不同重量比混合PVA 和CM 所製成的複合薄膜，特別關注其吸濕性和機械性能。研究人員發現，當純PVA 薄膜暴露在高濕度條件下時，吸濕現象會持續很長時間直到達到平衡，導致機械強度下降。相較之下，在PVA 中添加CM 則明顯抑制了薄膜對水分子的吸收，使其能夠長時間保持低吸濕狀態。PVA/CM 複合材料還能在吸濕過程中維持較高的機械性質。

在對複合薄膜的濕度反應形狀記憶進行評估時，CM 含量在20% 至25% 之間的複合薄膜具有優異的形狀恢復和保持性能，而CM 含量在33% 之間的複合薄膜性能則有所下降。

PVA 和纖維素微晶的組合可保持頭髮並恢復捲曲

為了研究PVA/CM 複合材料是否能在高濕度條件下保持髮型，研究人員用含有PVA 和不同PVA/CM 比率的水溶液塗覆天然髮束，並用熨發器在356 °F (180 °C) 的溫度下燙卷。當施加13 克的拉力將捲曲的髮束拉伸過夜時，它們的長度沒有明顯差異。不過，與只用水處理的頭髮相比，塗有PVA 和PVA/CM 的頭髮明顯抑制了頭髮的伸展和捲曲。

將暫時拉伸的頭髮放在相對濕度為80% 的室內6 小時後，其長度會縮短，恢復到原來的捲髮形狀。經過360 分鐘的高濕度暴露後，水處理過的髮束的捲曲度保持得最差，而塗覆了PVA 和PVA/CM 的髮束的捲曲度保持得比其他成分更好。

PVA/CM 複合薄膜的形狀恢復率和隨後的形狀保持率明顯高於純PVA，而PVA 在長時間暴露於高濕度環境下也沒有表現出明顯的形狀恢復性能。相比之下，經複合材料處理的髮束可恢復約10% 的形狀並保持不變。

據研究人員所知，這是第一項評估PVA/CM 複合材料作為濕度響應型形狀記憶聚合物頭髮塗層的應用的研究，這種塗層可透過防止吸濕來幫助維持髮型。

總之，研究結果表明，纖維素是一種有效的填料，可增強PVA 的防潮性能，而複合材料中PVA 與CM 的比例對於實現防吸濕和形狀記憶特性至關重要。研究結果證明了PVA/CM 複合材料作為防潮髮型劑的潛在用途。

這項研究發表在《先進材料介面》雜誌。