2006年9月號的《納米通信》，發(fā)表了一篇題為《古代染發(fā)配方中硫化鉛納米技術的早期使用》的文章。這項由法國國家科學研究中心、歐萊雅研究院、美國阿貢國家實驗室和國家航空研究辦公室的研究人員共同完成的研究揭示了一個驚人的發(fā)現(xiàn)：早在2000多年前，古希臘人和古羅馬人就已經(jīng)利用在纖維核心上形成黑色硫化鉛的納米晶體，來染黑白色的頭發(fā)和羊毛。

　　文章一發(fā)表，就引來了各界廣泛的關注。這是納米時代來臨之前的納米科技嗎？還是一種自然界里完美絕倫的生物礦物合成品？

　　———意外發(fā)現(xiàn)———
　　早在2000多年前，古人就用黑色納米晶體染黑白色的頭發(fā)和羊毛
　　據(jù)歐萊雅研發(fā)部的JeanLucLeveque先生介紹，這項研究始于10年前的一個合作項目，1996年，法國博物館修復和研究中心（C2RMF）與歐萊雅研發(fā)部共同發(fā)起，啟動了一個旨在尋找和研究現(xiàn)代化妝品工業(yè)和科學起點的合作項目。關于古代的染發(fā)技術和染發(fā)配方的研究只是其中的一部分。
　　他認為，當時兩者合作是基于各自在不同領域的優(yōu)勢：法國博物館修復和研究中心，由于擔負許多的考古任務以及其擁有的豐富圖書資料，在對世界遺產(chǎn)樣品進行取樣和分析方面已經(jīng)形成了獨特的專業(yè)技能；歐萊雅研究院則具備一個獨特的有關頭發(fā)、皮膚、色彩、美容配方及其效用的數(shù)據(jù)庫。這個項目的主要成果在2001年開羅的古埃及化妝品和香水展覽上已經(jīng)向公眾展示了。
　　“起初，我們只是想通過研究考古挖掘及搜集到的文獻和對象，還原化妝品業(yè)的初創(chuàng)時代，并沒有想到會有現(xiàn)在這樣的成果�！弊鳛檫@個項目的主要參與者和發(fā)起者，JeanLucLeveque先生談起來還是很驕傲的�！爱斘覀儼l(fā)現(xiàn)古代的染發(fā)配方有很神奇的效果時，就又開始了進一步的研究。而由于涉及到納米技術，我們又與法國國家科學研究中心、美國阿貢國家實驗室和國家航空研究辦公室合作。這個成果的確是很出人意料又很有趣的�！�

　　———種種謎團———謎團一：古代人是如何染發(fā)的？

　　頭發(fā)是人的第二張臉，擁有一頭靚麗的頭發(fā)已成為愛美人士的共同追求，古代人也是如此的。
　　早在3000年前，古埃及人及古羅馬人就學會了用染料染發(fā)，我國古代也有類似的記載。中國古代早在公元150年就曾用羽扇頭花、藏紅花、茜草、指甲花和發(fā)汗菊等植物，經(jīng)日光氧化后進行染發(fā)。其中指甲花和發(fā)汗菊兩種流傳至今仍被采用。
　　幾千年來，礦物、油、石蠟或者脂肪以及水被用來制造化妝品。其中的成分大部分都是天然物品，也有一些成分是利用鉛化學的重要技術合成的。早些時候?qū)�古代埃及化妝品進行的研究顯示，在4000年前，合成的白色化合物已經(jīng)被當作眼影來使用，這些化合物主要是鉛化合物、角鉛礦和羥氯鉛礦。
　　謎團二：神奇的古配方里有什么？
　　以前，人們使用指甲花來染發(fā)，但是在古希臘和古羅馬時期，可能由于指甲花染料由于顏色范圍有限、持續(xù)時間短等等原因，不能令人完全滿意，當時的人們又研究發(fā)明了一些基于含鉛化合物的染發(fā)配方，這在古文獻中都有提及和記載，有些配方一直持續(xù)到了文藝復興時期。這些配方都是混合了氧化鋁和氫氧化鈣并加入少量的水形成一種膏狀染料，用來染頭發(fā)和羊毛。
　　“我們這次用來深入研究的配方是由著名的古希臘醫(yī)學家蓋倫（ClaudiusGalen）研制。”JeanLucLeveque先生告訴記者。這個配方主要是針對天生的金色頭發(fā)，并推薦持續(xù)使用。研究人員使用蓋倫的配方處理金色的頭發(fā)，6到72小時后，金色頭發(fā)的顏色逐漸加深變?yōu)榱俗厣�，并一直持續(xù)，直至變?yōu)榱撕谏�。這是什么原因呢？
　　謎團三：染發(fā)的原理是什么？
　　要想解開古配方的神奇之謎，不了解頭發(fā)的原始結構是不行的。而歐萊雅研究院長久以來積累起來對于頭發(fā)的認識這時就派上用場了。
　　頭發(fā)的顏色怎么來的？通過顯微鏡觀測的頭發(fā)的不同顏色，會發(fā)現(xiàn)僅僅幾個顆粒的黑色素就決定了整頭頭發(fā)的顏色。據(jù)介紹，在所有類型的頭發(fā)中現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)共有兩種黑色素，它們在頭發(fā)中的比例也有差別。這些黑色素使得頭發(fā)有了不同的顏色———金色頭發(fā)、棕色頭發(fā)或紅色頭發(fā)。
黑色素顆粒的產(chǎn)生是黑素細胞的遺傳因素決定———黑素細胞存在于毛球中，這些黑素細胞才是真正的顏色“工廠”。這些黑素細胞將黑色素分配到周圍的細胞中，這些細胞叫角化細胞，角化細胞構成了頭發(fā)的主要部分———毛干。
　　那么頭發(fā)又是如何著色，即染發(fā)的呢？應該說頭發(fā)染色是一系列化學反應的結果。當進行持久性染發(fā)或者說是氧化上色時，產(chǎn)品中的氨水使頭發(fā)纖維膨脹，這樣著色和氧化劑就能輕松穿透發(fā)絲。這些藥劑將頭發(fā)天然的黑色素去除（或者部分去除，或者全都去除），這樣就把頭發(fā)的顏色去掉了，然后再給頭發(fā)染上新的顏色。當然，淺色的頭發(fā)染成深色或黑色，只要遮蓋就好，并不需要去處原有色素。

　　———謎底揭曉———

　　謎底一：古配方的神奇之處源于硫化鉛納米晶體

　　了解了頭發(fā)的結構和染發(fā)的原理，還需要高科技的分析手段和和成像方法，才可以對古配方的神奇之處做出解釋。4個小組的研究人員利用共聚焦顯微鏡、X-線熒光、X-線微衍射、高分辨率透射電子顯微鏡等工具進行了深入的分析和研究。他們將頭發(fā)處理6個小時后，使用電子顯微鏡觀察其橫斷面，可以看到微小的鉛成分積聚在皮質(zhì)層和表皮層內(nèi)；再進一步放大可以發(fā)現(xiàn)，微纖維內(nèi)聚集著硫化鉛晶體。因此得出的結論可以肯定，顏色來自于微纖維以及微纖維之間的表皮層和皮質(zhì)層內(nèi)聚集著的5納米大小硫化鉛納米晶體。
　　正常情況下，決定頭發(fā)顏色的黃色或者棕色、黑色素大約為300納米，而硫化鉛是如何使頭發(fā)著色的呢？事實上，制備而成的鉛離子和硫離子在包含著微纖維的富含硫成分的基質(zhì)中被原位釋放出來，晶體的大小由于受到原來纖維間空間大小的影響，致使用于修補頭發(fā)的角蛋白螺旋結構不會因此退變。

　　謎底二：2000年前的古人對納米材料的使用可能是個偶然
　　古代染發(fā)配方的神奇之謎被解開了，又有了一個疑團出現(xiàn)了：5納米的硫化鉛結晶是如何獲得的，2000年前配制化妝品的化學家就已經(jīng)懂得應用納米技術了么？
　　JeanLucLeveque先生笑著解答了眾人的疑惑：那個時代的化學家應該還不知道我們現(xiàn)代意義上的納米科技，對納米材料的使用可能只是個偶然事件。但毫無疑問，他們已經(jīng)通過經(jīng)驗上的積累，在織物染料中使用了生物礦化技術。“不過，整個事件依然是令人十分驚奇的，畢竟古人得到并應用了從自然界中合成的納米結晶，從而獲得了一種永久性的、不會損傷頭發(fā)的染料�！�
　　不過，JeanLucLeveque先生也表示，對于這一發(fā)現(xiàn)，我們既應該表示尊重也應該看到不足。經(jīng)過這么多年的發(fā)展，我們已經(jīng)將鉛從現(xiàn)代化妝品中剔除了出去，但是納米技術卻在各種領域中越來越多地應用，并發(fā)展成為了應用前景非常廣泛的一門新興學科。
　　■相關資料
　　頭發(fā)看得見的部分稱作“發(fā)絲”。它的最表層由角蛋白鱗屑組成，這些角蛋白鱗屑像屋頂?shù)耐咂�一樣層層疊疊交錯，這些角蛋白鱗屑使得頭發(fā)有力度和韌性。在層層角蛋白鱗屑后面的是毛發(fā)皮層，毛發(fā)皮層同樣是由充滿角蛋白的細胞組成。由于頭發(fā)具有這種復雜的結構和這些構成成分的化學特性，所以頭發(fā)就具備了一些特性：非常有力度，即使用錘子也不可能將頭發(fā)碾碎；有彈性，干發(fā)可以被拉長百分之二十至百分之三十，濕發(fā)能被拉長百分之五十；有韌性，頭發(fā)能夠?qū)⑿伦龅陌l(fā)型保持一段時間；具有滲透性，頭發(fā)能根據(jù)空氣的濕度延長或縮短。