20.05.2021 by Dr. Shona Marsh, Milena Riedl
Rheology: The Reason for Beautiful Nails
In the last few years, the nail polish industry has really opened up its beauty box of tricks and on the market today. Surely there must be some exciting science behind it all? Learn about curing and the influence of pigment – all measured with a Kinexus Rotational Rheometer!
Za všechny jmenujme alespoň laky s "magnetickým, gelovým, matným, třpytivým, třaskavým, razítkovacím, rychleschnoucím, kaviárovým, houbičkovým, měnícím barvu, koženým a pískovým" efektem. K dispozici jsou také laky na nehty s výtažky z kapusty, hedvábí a nylonu! Opravdu se z toho stala umělecká forma.
Abychom však mohli ocenit zázraky těchto kouzelných laků na nehty, jistě za tím vším musí být nějaká vzrušující věda? Mnozí se možná podivovali a byli fascinováni těmito různými efekty a napadlo je, že by bylo dobré se konečně podívat na to, proč razítkovací lak "razítkuje", proč krakelovací lak "praská" a proč UV lak "léčí"..
Různé typy gelových laků vytvrzují různě
Věřte tomu nebo ne, ale existují různé stupně vytvrzujících gelových laků; ty, které jsou v místním obchodě vystaveny jako "denní vytvrzující" laky, ty "hybridní" gely, které lze zakoupit v místním nákupním centru, a pak samozřejmě ty "namáčecí" gely v nádobkách, které najdete pouze v místní kosmetice! Hybridní i namáčecí gely vyžadují k vytvrzení použití "UV lampy". Rozdíl je v tom, že hybridní gely obsahují podobná rozpouštědla a přísady jako běžné laky na nehty, což jim umožňuje rychlejší nasáknutí a nižší viskozitu pro snadnější aplikaci. Tradiční gely mají vyšší stupeň zesíťování, což vede k větší odolnosti vůči acetonu [1].
Jak studovat chování při léčení
Reometr Kinexus byl použit ke zkoumání různých barevných UV vytvrzujících gelů na nehty (ve formě zalévané vodou) v odstínech zlatých třpytek, červené, růžové a černé. Působením UV záření o pevné intenzitě na gely po dobu 30 sekund je možné sledovat profil vytvrzování a následně změnu modulu (tuhosti) těchto materiálů v čase. Mezi gely s různými pigmenty byly pozorovány výrazné rozdíly (viz obrázek 1). Čirý gel s částicemi zlatých třpytek vytvrzoval ze všech čtyř gelů nejrychleji a vykazoval mnohem vyšší modul (~7,5 x107 Pa ) ve srovnání s černým gelem, který vytvrzoval pomaleji, což mělo za následek mnohem nižší modul ve smyku (~3,7 x105 Pa ).
Tento výsledek byl potvrzen provedením měření amplitudy po vytvrzení gelů. Tímto měřením se zkoumala Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.lineární viskoelastická oblast (LVER) vzorků pomocí rostoucí deformace a zjišťoval se bod, ve kterém došlo k rozpadu struktury materiálu - nástup nelinearity. Na obrázku 2 jsou uvedeny výsledky tohoto experimentu a je jasně vidět, že černý gel má delší Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER než gel třpytivý.
Jak interpretovat výsledky
Na základě výsledků lze říci, že černý gel bude na nehtu pružnější a s větší pravděpodobností půjde snadno odstranit. Vzhledem k menší (co do velikosti deformace) lineární viskoelastické oblasti bude třpytivý gel vykazovat křehčí vlastnosti a může být také hůře odstranitelný. Právě v takových případech lze reologii využít jako užitečný nástroj pro určení rozdílů a charakterizaci výrobků, které budou pro spotřebitele nápadné a důležité.
Tento blog se zaměřil na vytvrzování laku na nehty a vliv pigmentu. Reologie laků na nehty však vytváří obraz o tom, jak se materiál chová při používání. Stejně jako barvy vykazují i laky na nehty tixotropní vlastnosti - vlastnosti, které jsou nejdůležitější pro pěkně hladký a rovnoměrný povrch.