发型是个性和创造力的体现，能增强自信心。拥有卷发的人都知道，潮湿是卷发的天敌，因为潮湿会导致卷发毛躁。在闷热的天气里，水分会主动渗入头发角质层，造成膨胀，导致头发蓬松毛躁。扁平熨烫可以缓解这种现象，但这种方法很费时间，而且当人们想展示自己的卷发时，却只能做直发。
现在，美国国立材料科学研究所（NIMS）的研究人员与日本欧莱雅公司（Nihon L'Oréal K.K.）合作，正面解决了这一问题，它们创造出一种具有形状记忆功能的创新型湿度响应发制品，能减少头发的吸湿倾向，在高湿度环境中保持卷曲不毛躁至少六小时，甚至由于其形状记忆特性，还能让头发有弹性。
研究人员首先使用了聚乙烯醇（PVA），这是一种众所周知的与人体皮肤兼容的环保聚合物，具有水溶性且易于成型。然后，他们在其中加入了纤维素微晶（CM）。纤维素是自然界中含量最多、可生物降解、可再生且价格低廉的聚合物。纤维素中羟基的存在有利于与 PVA 形成氢键，从而提高机械和阻隔性能、高防潮性和热稳定性以及紫外线吸收能力。
尽管人们对 PVA 的形状记忆性能已有了解，但很少有人尝试改进或提高它的性能。因此，研究人员开始研究可用于头发卷曲保养产品的 PVA/纤维素复合材料，以改善其在高湿度条件下的形状记忆性能。
他们评估了以不同重量比混合 PVA 和 CM 所制成的复合薄膜，尤其关注其吸湿性和机械性能。研究人员发现，当纯 PVA 薄膜暴露在高湿度条件下时，吸湿现象会持续很长时间直至达到平衡，从而导致机械强度下降。相比之下，在 PVA 中添加 CM 则明显抑制了薄膜对水分子的吸收，使其能够长时间保持低吸湿状态。PVA/CM 复合材料还能在吸湿过程中保持较高的机械性能。
在对复合薄膜的湿度响应形状记忆进行评估时，CM 含量在 20% 至 25% 之间的复合薄膜具有优异的形状恢复和保持性能，而 CM 含量在 33% 之间的复合薄膜性能则有所下降。
PVA 和纤维素微晶的组合可使头发保持并恢复卷曲
为了研究 PVA/CM 复合材料是否能在高湿度条件下保持发型，研究人员用含有 PVA 和不同 PVA/CM 比率的水溶液涂覆天然发束，并用熨发器在 356 °F (180 °C) 的温度下烫卷。当施加 13 克的拉力将卷曲的发束拉伸过夜时，它们的长度没有明显差异。不过，与只用水处理的头发相比，涂有 PVA 和 PVA/CM 的头发明显抑制了头发的伸展和卷曲。
将暂时拉伸的头发放在相对湿度为 80% 的室内 6 小时后，其长度会缩短，恢复到原来的卷发形状。经过 360 分钟的高湿度暴露后，水处理过的发束的卷曲度保持得最差，而涂覆了 PVA 和 PVA/CM 的发束的卷曲度保持得比其他成分更好。
PVA/CM 复合薄膜的形状恢复率和随后的形状保持率明显高于纯 PVA，而 PVA 在长时间暴露于高湿度环境下也没有表现出明显的形状恢复性能。相比之下，经复合材料处理的发束可恢复约 10% 的形状并保持不变。
据研究人员所知，这是第一项评估 PVA/CM 复合材料作为湿度响应型形状记忆聚合物头发涂层的应用的研究，这种涂层可通过防止吸湿来帮助保持发型。
总之，研究结果表明，纤维素是一种有效的填料，可增强 PVA 的防潮性能，而复合材料中 PVA 与 CM 的比例对于实现防吸湿和形状记忆特性至关重要。研究结果证明了 PVA/CM 复合材料作为防潮发型剂的潜在用途。
该研究发表在《先进材料界面》杂志上。