CC BY
265
УДК 687.512 621.793.72
Е. Н. Храмов, М. М. Аюбов, Г. Н. Кулевцов
ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ВОЛОС: ИСТОРИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ, АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Ключевые слова: применение человеческого волоса, анализ человеческого волоса.
Применение человеческого волоса с древнейших времен до наших дней, создание париков и его особенности: искусственные и натуральные волосы, их получение и свойства. Обзор существующих методов изучения человеческого волоса, используемых в судебной экспертизе и медицине. Применение перспективных технологий плазменной модификации меха и их возможность применения для обработки человеческого волоса.
Key words: use of human hair, analysis human hair.
The use of human hair from ancient times to the present day, the creation of wigs and its features are: synthetic and natural hair, their preparation and properties. A review of existing methods of studying human hair is used in forensics and medicine. Application of advanced technologies for plasma modification of the fur and the possibility of their use for the treatment of human hair.
С древнейших времён человек приспосабливает данное природой под свои нужды, в том числе кожу, кости и волосы как животных, так и самого человека. Кожа и ткани позволяют "нарастить" защиту от внешних условий, а чужими волосами можно заменить свои.
Согласно исследованиям археологов первые изображения париков относятся к концу III династии Древнего Египта (примерно 2600 г. до н.э.). Однако, предположительно, парики сами по себе появились гораздо раньше.
Парики прочно вошли в моду древнего высшего общества. Из-за жаркого климата египтянам приходилось очень серьезно относиться к гигиене. Чтобы не мучиться с волосами, они брились.
Все — и знатные и простолюдины, и мужчины и женщины носили парики, так как парик, одетый на голову, создавал воздушную прослойку и предохранял ее от солнечного удара. Некоторые вельможи даже надевали несколько париков сразу.
Со временем меняется всё: материалы изготовления, фасоны, отношение и требования к ношению. Так, всё в том же Древнем Египте знать носила парики из натуральных волос (причём мужские пышнее женских), а простой люд из пакли, овечьей шерсти, волос лошади, яков и буйволов, перьев птиц. Сегодня натуральные волосы так же более предпочтительны, а паклю заменило синтетическое волокно. Парики носили и в Древнем Риме, позже церковь негативно относилась к ним, а вновь моду на парики вводят такие короли как Карл Великий и Людовик XIII, скрывающие так свои недостатки.
В Екатерининские времена парик является частью военной формы и защитой от шпаг. Однако к началу XX века парик теряет свое былое значение.
Бурное развитие наступает с открытием нейлона, открывающего новую эру для парика. Сегодня парик имеет две основные области применения: для повседневной носки и театральные/цирковые. И те, и другие могут быть как из искусственного, так и из натурального волоса. Их главное отличие в том, что парики для повседневной носки должны быть максимально похожи на свои волосы, а парики для
театра/цирка должны соответствовать нужному образу.
Изготовление парика процесс весьма трудоёмкий, со своими особенностями. Любой парик состоит из двух частей: подкладки и собственно волоса. Материалом для создания качественных париков служат натуральные или искусственные волосы. Задолго до создания изделия, живые пряди проходят несколько этапов обработки, в результате чего конечный оттенок материала может значительно отличаться от его первоначального цвета.
Искусственные волосы - это волокно, обладающее различным качеством и множеством разновидностей. Самое дорогое и качественное ненатуральное волокно можно легко принять за природные волосы. В его основе лежит канекалон -органические волокна на основе водорослей, не уступающие по физическим свойствам природным волосам. Самые дешевые аналоги искусственных волокон - акрил и полиамид, используемые в изготовлении париков для карнавалов, шоу и спектаклей. Эти волокна формируют аналогично ацетатным волокнам - сухим способом, после вытягивают на несколько порядков, обрабатывают антистатиком и гофрируют. Мокрый способ отличается использованием ванны с раствором ацетона на этапе формирования. Также возможна их термическая обработка с целью усадки до заданной величины. В случае преобладания в составе сополимера акрилонитрила его получение не отличается от получения полиакрилонитрильных волокон.
Натуральные человеческие волосы считатся лучшим сырьем для изготовления изделий-имитаторов волос.
Человеческие волосы, используемые в изготовлении париков, делятся на отрезанные и вычесанные при расчесывании волос — очесы. Отличить отрезанные волосы от очесов можно по следующим признакам: отрезанные волосы тяжелее, жестче и ровнее, чем вычесанные; у корня они всегда толще и темнее, чем на концах.
Очесы — это отжившие волосы, но они могут быть препарированы, т. е. расчесаны, очищены, рассортированы по длине и уложены в одном направлении. Не препарированные очесы имеют у корней волосяные луковицы, выпавшие во время расчесывания вместе с волосами.
Для изготовления изделий используются также шерсть и волосы животных, а именно: шерсть ангорских коз (тифтин — это шерсть длиной 30 см, имеет шелковистый блеск, очень мягкая, чаще всего белого цвета); шерсть и грива тибетских коз (считается более низкосортным материалом, чем ангорская шерсть, имеет более слабый блеск); сарлычный волос (получают его из гривы и хвоста тибетских яков, он жесткий, стекловидный, серого или черного цвета); волос верблюда, конский хвост и грива [1].
Качество парика зависит от его основы, которая может изготавливаться из материала высокого и низкого качества. К первому типу относится монофиламент - силиконовая мелкая сетка с имитацией кожи головы, в которую вплетаются натуральные или искусственные волосы. К другим материалам, используемым для основы парика, менее качественным и более дешевым, относятся тканевая сетка и шелк.
Для пастижерных изделий важна воздухопроницаемость, чтобы обеспечивать хороший воздухообмен. К ним предъявляются такие требования как: удобство эксплуатации, малый вес, так как длительное ношение тяжелого парика вызывает головную боль, снижает работоспособность, ухудшает самочувствие и т. д. Применение материалов для изготовления пастижерных изделий зависит от вида, модели, назначения изделия и т. д. [2].
Для производства качественных постижерных изделий подходят волосы длиной не меньше двадцати сантиметров. До начала изготовления непосредственно парика волосы проходят предварительную обработку (обезжиривание, дезинфекцию, крашение и т. д.).
Одним из способов изготовления париков является тамбуровка - процесс плетения каждого волоска в монофиламент, служащий монтюром (основой) парика. С помощью специальных крючков отдельный волосок захватывается и затем привязывается к каждой ячейке силиконовой сетки. Трудоемкий и сложный процесс создания тамбурованного парика может продолжаться до двух месяцев.
Метод трессования заключается в ручном плетении волос на прочных нитях, таким способом получаются трессы - тесьма с волосами, которые затем пришиваются к основе парика. Трессовые изделия могут производиться как вручную, так и с помощью машин. Трессовые парики ручной работы встречаются очень редко, поэтому их стоимость на рынке очень высока.
Технология «скинтон» представляет собой машинный способ вплетения волос в силиконовую основу, имитирующую кожу. Каждый волосок вбивается иглой машины в «поры» основы, в
результате готовая модель выглядит очень естественно.
Как правило, для максимальной естественности используются комбинированные методы, например, основа создается тамбуровкой, а для объема используются трессы [3].
Необходимо учесть, что человеческий волос это сложный органический материал, который имеет множество особенностей. Наиболее изученным человеческий волос является для медицины и судебной экспертизы.
Судебная экспертиза изучает волос наиболее предметно, конкретные его свойства и особенности. В первую очередь экспертом устанавливается являются ли представленные ему объекты действительно волосами. Следующим этапом решается вопрос, принадлежат эти волосы человеку или какому-либо животному. Если устанавливается, что волосы человеческие, то выявляется, с какой части тела они взяты. Морфологическое исследование позволяет решить вопрос о том, являются ли присланные объекты волосами или волокнами. Изучается поверхность волоса -кутикула, которая представляет собой черепицеобразно расположенные плоские клетки; корковый слой, состоящий из клеток веретенообразной формы, в центре волоса имеется сердцевина (рис. 1-2). Нахождение этих структурных элементов свидетельствует, что объект является волосом [4].
Рис. 1 - Волосы, а — человека; б — козы; в — крысы
айв
Рис. 2 - Кутикулы волос. a — чернобурок лисы; б — овцы меринос; в — североамериканского оленя
Некоторые специальные способы применяют, когда трудно бывает разрешить вопрос о природе объекта. С этой целью исследуют кутикулу волос, а именно, рисунок, создающийся свободными концами клеток кутикулы. При микроскопии волос
обычно рассмотреть рисунок кутикулы не удается, поэтому изготавливается отпечаток волоса на эмульсионном слое фиксированной фотопленки. Если рисунок кутикулы обнаруживается у объекта исследования, то эксперт делает вывод, что он (объект) является волосом (рис. 3).
Рис. 3 - Волос с особенно хорошо видимым чешуйчатым слоем
В решении этого вопроса также помогают поперечные срезы исследуемого объекта. При этом определяется форма среза, наличие сердцевины, расположение пигмента. Микроскопическое исследование применяется для решения вопроса, принадлежат ли волосы человеку или животному. Волосы человека и животных отличны по своему строению. В большинстве случаев волос человека имеет сердцевину в виде тонкого тяжа либо
Таблица 1 - Отличия волоса человека от волоса ж
отдельных островков, причем её толщина незначительна в сравнении с толщиной волоса. Основную массу волоса человека составляет корковое вещество (рис. 4).
Рис. 4 - Схематическое изображение структуры волоса в продольном разрезе
Основная масса волоса животного обычно состоит из широкой сердцевины с хорошо различаемым строением. У животных корковое вещество волоса узкое, свободные края клеток кутикулы несколько отстоят друг от друга, при микроскопии создающие впечатление зубчатого края волоса. По особенностям рисунка кутикулы, образуемого свободными краями ее клеток, а также по строению сердцевины можно отличить волосы одного животного от волос другого. Признаки, позволяющие однозначно определить человеческий волос или волос животного сведены в таблицу 1.
Волосы человека | Волосы животного
Сердцевина волоса
Состоит из мелких клеток, тонкая, многократно прерывается на протяжении волоса, неравномерна по толщине в разных участках Состоит из клеток, соединяющихся между собой по определенной системе, иногда отделенных друг от друга межуточным веществом, толстая, непрерывная, более или менее равномерная по толщине. Именно её структура служит основным признаком, по которому устанавливают, какому именно животному принадлежат волосы
Корковое вещество
Имеет значительную толщину, составляет главную массу волоса. Пигмент расположен преимущественно по периферии коркового слоя (ближе к кутикуле). Скопления зерен пигмента обычно незначительны Тонкое. Пигмент расположен центрально (ближе к сердцевине) Зерна его образуют значительные скопления, вытянутые по длине волоса. Бывает так называемое кольцевидное распределение пигмента что обусловливает полосатую окраску волоса (светлые его участки чередуются с темными)
Кутикула
Клетки плотно прилежат друг к другу, что обуславливает зубчатость контуров волос при микроскопическом исследовании. Мелка и плохо различима Клетки имеют более разнообразную форму, свободные их края отогнуты от коркового слоя, в результате чего зубчатость контуров волос чаще всего крупна и отчетливо заметна
Региональное происхождение волос человека устанавливается по данным об их длине, толщине, форме, а также форме поперечного среза. Так например, поперечный срез волос с головы чаще имеет форму круга или овала, волосы усов, бороды -треугольную форму, а на лобке встречаются волосы, у которых поперечный срез имеет почкообразную форму.
Для установления сходства волос предлагались также различные методы инструментального исследования. На сегодняшний день рекомендуются такие методы исследования волос как:: измерение площади их поперечного сечения, изучение их сопротивления на разрыв, а также элементарного состава волос эмиссионно-спектральным анализом,
макро- и микролюминесцентный анализом, изучение рефракции волос, определение коэффициента светопропускания, гравиметрических свойств волоса, подсчет количества линий рисунка кутикулы на определенном протяжении волоса, изучение их в поляризованном свете, гистохимические методы, атомно-абсорбционный анализ, спектрофотометрия в инфракрасных лучах, и др.
Волосы изменяют внешний вид под внешним воздействием, например, волосы, подвергшиеся термическому воздействию, становятся
белесоватыми; при микроскопии в них можно обнаружить пузырьки воздуха или обугливание. Если волос оборван быстрым движением, то его
оборванный конец выглядит совершенно ровным. Когда же волос оборван медленным движением, то его конец ступенчатый. Волос же после стрижки отличается относительно ровным концом и острыми углами - краем отделения волос; которые со временем шлифуются. Иногда возникает необходимость установить, подвергались ли волосы завивке, окрашиванию, или, наоборот, обесцвечиванию, в этом случае используется микроскопическое исследование. Так, например, завитые волосы имеют следы воздействия высокой температуры и химических материалов.
Результаты эмиссионно-спектрального
исследования часто могут помочь установить не только то, что волосы окрашивались, но и тип примененного красителя. Такие выводы возможны на основании обнаружения в окрашенных волосах в большом количестве какого-то элемента, либо отсутствующего в неокрашенных волосах, либо содержащегося в незначительных количествах, но в большом количестве наличествующем в краске, которой окрашены волосы. На сегодняшний день выявлена возможность установления по волосу половой принадлежности, для чего используются несколько методов. В первом методе половой хроматин извлекается из клеток корней волос. Его изучение позволяет диагностировать
принадлежность волоса определенному полу. во втором методе диагностику половой принадлежности волоса проводят по химическому составу волос, поскольку волосы мужчин и женщин отличаются по количественному содержанию некоторых элементов. Химический состав волос определяется различными методами. Для этого рекомендуют прибегать к эмиссионно-спектральному исследованию и к
спектрофотометрии в инфракрасных лучах [5].
В медицине же основным является вопрос здоровья человека, поэтому основным направлением является химический, микроскопический и спектральный анализы. Волосы отображают все воздействия и условия жизни человека. Так, например, известно, что основой волос служит белок кератин, тем не менее аминокислотный состав белка волоса человека отличен от состава волоса животных. В кератине волоса человека содержится больше цистина, аргинина, гистидина, серина и треонина, при этом в шерстном волокне преобладают такие аминокислоты как лейцин, валин, фенилаланин, глицин и тирозин. Такие различия в аминокислотном составе кератинов зависят от соотношения между содержанием интермедиальных филаментов и ассоциированных с ними белков с низким содержанием серы [6].
В литературе [7] описываются экстракция и анализ летучих соединений из волос, что позволяет идентифицировать более 80 различных соединений. По следовому содержанию тех или иных веществ можно определить даже однократное употребление наркотических веществ за срок от 2 до 6 месяцев. В некоторых работах описывается диагностика заболеваний по рентген-флуоресцентному анализу
волос [8]. Также возможно определение возраста, пола, района рождения и проживания и т.д .[9].
Из вышеперечисленного видно, что человеческий волос - перспективный материал, не только применяющийся в повседневной жизни, но и активно применяемый как материал исследования. Открываются новые области его применения.
В свою очередь, необходимо отметить, что такой близкий к человеческому волосу материал как волос животных (мех) также активно используется и в ходе выделки подвергается сходным обработкам. В ходе выделки волос моют, обезжиривают, отбеливают, красят, подстригают, вычесывают и т.д. Развивается не только путь химических и механических традиционных обработок, но и применение нетрадиционных технологий. Существует целый ряд работ [10-13], где рассматривается также применение ВЧ плазменной обработки как позволяющие повысить потребительские и эксплуатационные
характеристики волосяного покрова, так и придать меху новые свойства. Так, например, формирование на поверхности волосяного покрова покрытий из металлов и их нитридов приводит к снижению электрического потенциала, возникающего на поверхности волосяного покрова изделий на 35% и уменьшению удельного поверхностного сопротивления волоса на 99%, за счет образования на его поверхности электропроводного слоя, кроме того, комплексная плазменная модификация приводит к увеличению устойчивости окраски волосяного покрова шкурок к сухому трению на 33%, повышению светостойкости окраски на 60%, прочности и относительного удлинения на 78 % и 5% соответственно [13]. И это лишь один из примеров возможного применения нетрадиционных технологий к натуральным волокнистым материалам.
Из вышеизложенного видно, что применение таких обработок перспективно для мехов и человеческого волоса. В связи с этим, считаем необходимым изучить влияние ВЧ плазменной обработки на свойства и структуру человеческого волоса, разработать технологию обработки позволяющей улучшить потребительские свойства изделий из него.
Полагаем, что применение таких методов как ВЧ плазменная обработка позволит улучшить существующие и придать новые свойства человеческому волосу и изделиям на его основе.
Литература
1. Гуске Ф. Парикмахерское искусство. Перевод с немецкого под ред. И.Е.Бурковского. Лейпциг Фахбухферлаг 1957г. 406 с.
2. Батурчик Н. П. "Парикмахерские работы"/Учебное пособие. Минск, «Вышэйшая школа», 1977 г.
3. Изготовление париков: секреты постижерного искусства/ http://www.beautynet.ru/hairstyle/3465.html
4. Судебная медицина под редакцией доктора медицинских наук проф. В.И.Прозоровского/ М., «Юридическая литература», 1968. 368 с.
5. Судебная медицина: конспект лекций /Д. Г. Левин, 2007
6. Сравнительная характеристика кератина человеческого волоса и шерстяного волокна / В. В. Гавриляк, Г. М. Седшо, Бюлопя тварин, т.14, н. 1-2, стр. 69-73 ;Львов, 2012.
7. Богданов А. В. дисс. канд. хим. наук; Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова.- Москва, 2007.- 136 с.: ил.
8. Human hair elemental analysis of patients with viral hepatitis and liver cirrhosis by X-RAY fluorescence method/ О. Болормаа, С. Нарантсэсэг, Б. Бурмаа, П. Оюхуу, Ц. Амартайван; Вестник бурятского государственного университета, н. 3, стр. 98-102, Улан-Батор, 2012.
9. Анализ человеческих волос на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500/ В.Копачевский, Л.Боброва, М.Кривошеева; Аналитика, н. 5(18), стр. 6671; Москва, 2014.
10. Шарифуллин Ф.С. дисс. канд. техн. наук: КГТУ Казань, 2006 147 с.
11. Абдуллин И. Ш. Применение плазменной объемной обработки в отмочных процессах мехового производства / И.Ш. Абдуллин, А.А. Азанова, М.Ф. Шаехов // Кожевенная - обувная промышленность. -2003.- № 1.-С. 31-32.
12. Абдуллин И.Ш. Применение высокочастотной плазмы пониженного давления в процессах крашения овчины / И.Ш. Абдуллин, Г.Н. Кулевцов, Д.М. Семенов, Л.И. Каримова, О.А. Гарипова // Кожевенная - обувная промышленность. - 2002. - № 3.-С. 35.
13. Усенко В.А. Разработка технологии отделки направленной на придание комплекса эстетических свойств меховым материалам и изделиям из них с
применением плазменных технологий: автореф. дис.....
канд. технич. наук / В.А.Усенко - Казань, 2012. - 20 с.
© Е. Н. Храмов - аспирант кафедры ПНТВМ КНИТУ, hramov.egor92.@yandex.ru; Г. Н. Кулевцов - д.т.н., профессор той же кафедры, gkulevtsov@rambler.ru; М. М. Аюбов - магистр той же кафедры, aybov1994@mail.ru.
© E. N. Khramov - postgraduate student of the Department PNTVM, KNRTU, hramov.egor92.@yandex.ru; G. N. Kulevtsov - Ph. D., Professor of the same Department, gkulevtsov@rambler.ru; M. M. Ayubov - master of the same Department, , aybovl 994@mail.ru.
