Haarumformung

Allgemein

Um Haare umzuformen, d.h. so zu verändern, dass sie zum Beispiel Locken oder Wellen bilden, ist es nötig die Bindungen im Haar zu öffnen, die Haarstruktur zu verändern und danach diese Bindungen wieder zu schließen.

Allerdings ist dieser Vorgang nicht ganz unproblematisch, da die Grenze zur irreversiblen Öffnung nur schmal ist. Außerdem muss man für eine dauerhafte Umformung schon relativ rabiat an die Haarstruktur herangehen. So ist es nicht überraschend, dass es in den Anfängen der Dauerwelle immer wieder zu Verletzungen, durch zu aggressive Chemikalien oder zu starke Temperaturen gekommen ist. Je nachdem, welche  Bindungstypen im Haar geöffnet werden, ist eine unterschiedliche Dauer und Intensität der Umformung die Folge.

Dauerwelle

Die Öffnung der Disulfidbrücken kann nur durch milde Reduktionsmittel vonstatten gehen. Dazu gibt es in der Friseurpraxis mehrere Möglichkeiten (siehe Versuch 4). Ein auch in der Natur wichtiges Redox-System ist das Cystein/Cystin-System. Cystein ist ein mildes Reduktionsmittel. Da es ebenfalls ein natürlicher Haarbestandteil ist, resultiert eine große Haarschonung. Die Reduktionswirkung des Cysteins kann auf schöne Weise demonstriert werden:

Versuch 3 - Reduzierende Wirkung von Cystein

Läßt man in eine Lösung von Cystein in Wasser eine nicht zu stark konzentrierte Lösung von FeCl3 tropfen, so reagieren die Eisenionen mit dem Cystein zu einem tiefblauen Eisen-Cystein-Komplex. Bereits an der Eintropfstelle verschwindet jedoch die blaue Farbe wieder, da die Eisen (III) Ionen vom Cystein zu Eisen (II) reduziert werden. Cystein wird dabei zu Cystin oxidiert. Die Versuchsdurchführung befindet sich im Anhang.

Wenn man die Tropfgeschwindigkeit nicht zu hoch einstellt, kann man einen schönen Showeffekt erzeugen. Man stellt den Magnetrührer so ein, dass im Kolben ein Wirbel entsteht. Dieser Wirbel färbt sich dann durch das Eintropfen der FeCl3 Lösung intensiv blau. Die umgebende Lösung bleibt farblos da außerhalb des Wirbels die Cysteinkonzentration noch sehr groß ist und Fe (III) Ionen sofort reduziert werden, noch bevor sich der Komplex ausbilden kann. Die Reaktion des Eisens mit dem Cystein kann man folgendermaßen formulieren:

Wie in der obengenannten Reaktion bilden Cysteinreste in Proteinen die Disulfidbrücken. Der Schwefel wird dabei von der Oxidationsstufe –II zu –I oxidiert.

Cystein findet sich als mildes Reduktionsmittel in vielen biologischen Prozessen. Zusammen mit Ribose bildet Cystein in der Industrie ein Fleischaroma mit einer jährlichen Produktion von 300 t. Wie bereits erwähnt ist das Cystein/Cystin-System die festigkeitsgebende Komponente in Haaren und Federn.

 Wie lässt sich nun der Eisen-Cystein-Komplex darstellen. Eine Möglichkeit wäre der abgebildete Vorschlag. Man kann sich vorstellen, dass Eisen oktaedrisch von zwei Cysteinmolekülen umgeben wird, wobei jeweils die Thio- die Carboxyl- und die Aminogruppe als Liganden fungieren. Betrachtet man die daraus resultierenden Ringsysteme, so scheinen diese relativ stabil, weil sie mit jeweils fünf – sechs Atomen eine geringe Ringspannung aufweisen.