ลองนึกถึงการมีผมสีบลอนซ์เมื่ออยู่ภายในตัวอาคารและเปลี่ยนไปเป็นสีน้ำเงินเมื่อเดินออกสู่สนามหญ้ากลางแจ้ง แน่นอนสิ่งที่กำลังจะบอกต่อไปนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับคาถาเวทมนต์ แต่เป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในด้านเคมีที่เกี่ยวข้องกับเรื่องของแฟชั่น
          บริษัทหนึ่งในสหราชอาณาจักรเผยให้เห็นนวัตกรรมที่เรียกว่า “Fire” ซึ่งเป็นสีย้อมผมที่สามารถเปลี่ยนสีของเส้นผมให้สลับเปลี่ยนสีไปมาระหว่างสองสีได้เมื่ออุณหภูมิรอบ ๆ ตัวเปลี่ยนไป

ภาพที่ 1 สีย้อมผมเปลี่ยนสีได้ตามอุณหภูมิ

ที่มา Christel Chaudet/Kieran Tudor/Mizzie Logan

           บริษัทผู้ผลิตออกแบบสีย้อมผมเพื่อตอบสนองต่อความผันผวนของอุณหภูมิ และมีตัวเลือกด้วยกัน 6 รูปแบบได้แก่ สีดำซึ่งเป็นสีโทนเย็น เปลี่ยนสลับเป็นสีแดงซึ่งเป็นสีโทนร้อน สีดำกับสีขาว สีเงินกับสีฟ้า สีฟ้ากับสีขาว และสีดำกับสีเหลือง โดยสีย้อมผมดังกล่าวเป็นสีย้อมกึ่งถาวร สามารถหลุดออกได้หลังการสระผมเพียงไม่กี่ครั้ง โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายกับเส้นผม นวัตกรรมที่น่าสนใจนี้อาศัยการทำงานของหมึกเทอร์โมโครมิก (Thermochromic ink) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ถูกใช้ในสิ่งของต่างๆ อาทิกระป๋องที่สามารถเปลี่ยนสีของข้อความได้ตามอุณหภูมิ

ภาพที่ 2 แหวนสื่ออารมณ์ (Mood ring)

ที่มา idaCom/Pixabay

          เทคโนโลยีหมึกเปลี่ยนสีตามอุณหภูมิ (Thermochromic ink) เป็นที่นิยมครั้งแรกในช่วงปี 1970 ซึ่งในเวลานั้นปรากฏให้เห็นเป็นไอคอนของวัยรุ่นในรูปของแหวนสื่ออารมณ์ (Mood ring) ที่ใช้อุณหภูมิร่างกายในการเปลี่ยนสีของผลึกเหลวที่บรรจุอยู่ในแหวนเพื่อแสดงให้เห็นถึงสภาวะอารมณ์ของผู้สวมใส่ และหลังจากนั้นก็ได้มีการพัฒนาเพิ่มเติมในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เพื่อดึงดูดความสนใจของผู้บริโภค เช่น ขวดน้ำเชื่อมที่มีป้ายบอกระดับอุณหภูมิที่เหมาะสมในการอุ่นด้วยไมโครเวฟ  กระป๋องเบียร์เปลี่ยนสีตามอุณหภูมิที่พอเหมาะสำหรับการดื่มเพื่อความสดชื่น รวมทั้งเสื้อผ้าเปลี่ยนสีตามอุณหภูมิในวงการแฟชั่น

          โดยทั่วไปสารเทอร์โมโครมิกมีอยู่ด้วยกัน 2  ประเภทได้แก่ ผลึกเหลว (TLCs; thermochromatic liquid crystals) และ leuco dye ซึ่งผลึกเหลวเป็นสสารประเภทหนึ่งที่มีสถานะอยู่กึ่งกลางระหว่างของแข็งและของเหลว  สามารถเปลี่ยนสีและแสดงสีที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ  สภาวะที่อุณหภูมิต่ำส่วนใหญ่จะเปลี่ยนสภาพอยู่ในรูปของแข็งและอาจจะไม่ตอบสนองต่อแสงมากนักจึงปรากฏให้เห็นเป็นสีดำ แต่เมื่อเพิ่มความร้อนมากขึ้นก็จะค่อยๆ เปลี่ยนจากสีดำเป็นสีทุกสีในช่วงแสงที่ตาสามารถมองเห็นได้ เหตุที่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ทำให้ช่องว่างระหว่างชั้นของโครงสร้างของผลึกเกิดความเปลี่ยนแปลง เป็นผลให้มีการสะท้อนของแสงที่แตกต่างกัน ส่วน leuco dyes ก็เป็นสารอีกประเภทหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนสีได้ตามอุณหภูมิ ซึ่งโดยปกติแล้วสีย้อมของ leuco จะแสดงสีเฉพาะตัวเมื่ออยู่ในอุณหภูมิต่ำ และเมื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้นถึงจุดหนึ่ง สีของสารก็จะกลายเป็นลักษณะโปร่งใส

ภาพที่ 3 ภาพเคลื่อนไหวแสดงสีย้อมผมเปลี่ยนสีได้ตามอุณหภูมิ

ที่มา Christel Chaudet/Kieran Tudor/Mizzie Logan

          แต่สำหรับส่วนผสมในสีย้อมผมตามอุณหภูมินี้ยังเป็นความลับทางการค้า บริษัทผู้ผลิตเปิดเผยข้อมูลแต่เพียงว่า ข้อมูลที่ใช้ในการผลิตสีย้อมผมดังกล่าวเป็นข้อมูลทางเคมีจากกระบวนการ Thermoregulation หรือกระบวนการควบคุมอุณหภูมิร่างกายของสัตว์ และปฏิกิริยาทางเคมีในการเปลี่ยนสีที่เกิดขึ้นจากการมีสิ่งเร้ามากระตุ้น ในกรณีของนวัตกรรมนี้สิ่งเร้าคือ อุณหภูมิ

          สีย้อมผมทำงานโดยโมเลกุลคาร์บอนที่ซับซ้อน ซึ่งเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับกับตัวเองเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป นอกเหนือจากอุณหภูมิแล้ว ยังเกี่ยวข้องกับรูปแบบของโมเลกุลที่มีความเสถียรมากกว่าโมเลกุลรูปแบบอื่น ๆ ดังนั้นปฏิกิริยาจึงเกิดขึ้นจากการสร้างโมเลกุลที่มีการดูดกลืนแสงที่ต่างกัน จึงได้สีที่แตกต่างกัน อุณหภูมิที่ใช้ในสีย้อมผม เช่น สีดำเปลี่ยนเป็นสีขาว จะใช้อุณหภูมิที่ 15 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นการเลียนแบบอุณหภูมิในฤดูหนาว ในขณะที่สีแดงสลับเปลี่ยนเป็นสีดำจะใช้อุณหภูมิอยู่ที่ 31 องศาเซลเซียส

ภาพที่ 4 แสดงสีย้อมผมเปลี่ยนสีได้ตามอุณหภูมิ

ที่มา Christel Chaudet/Kieran Tudor/Mizzie Logan

          สีย้อมผมอาจมีผลของสารเคมีที่ระคายเคืองและเป็นพิษ ซึ่งอาจทำให้เส้นผมเสียหายได้ตลอดเวลา รวมทั้งความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับหนังศีรษะด้วย ดังนั้นบริษัทผู้ผลิตจึงใช้ส่วนผสมที่มีความเป็นพิษน้อยกว่า โดยการเปลี่ยนสารระคายเคืองให้เป็นกลางผ่านกระบวนการ Polymeric stabilization โดยห่อหุ้มโมเลกุลที่เป็นพิษไว้ภายในสายโซ่พอลิเมอร์ (Polymer chains) เพื่อลดผลกระทบในเชิงลบ จนได้ผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นอันตรายต่อเส้นผมและหนังศรีษะ

          นอกจากนี้บริษัทผู้ผลิตยังมีแผนที่จะผลิตสีย้อมผมในรูปแบบของสีย้อมผมแบบถาวร และการเปลี่ยนสีในสถานการณ์ที่ละเอียดอ่อนมากกว่านี้ เช่น การเปลี่ยนสีผมด้วยอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปตามสภาวะอารมณ์ โดยเปลี่ยนจากสีดำเป็นสีแดง ซึ่งเป็นสีที่คาดเดาได้ง่ายเลยทีเดียวว่าอยู่ในสภาวะอารมณ์เช่นไร
        เป้าหมายของผลิตภัณฑ์นี้ ไม่ใช่เพียงเพื่อผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ในเชิงพาณิชย์ แต่ยังเป็นการกระตุ้นให้เยาวชนมีส่วนร่วมในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอีกด้วย

แหล่งที่มา

ALEXANDRA SIMON-LEWIS, (2017, 17). The world's first colour-changing hair dye reacts to the world around you.
         Retrieved August 20, 2017, from http://www.wired.co.uk/article/london-fashion-week-unseen-fire-hair-dye? utm_source=Adestra&utm_medium=email&utm_campaign=wired%20awake%2020.02.17

NATHAN CHANDLER, How Thermochromic Ink Works.
         Retrieved August 20, 2017, from http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/other-gadgets/thermochromic-ink.htm

The Mood Ring. สืบค้นวันที่ 23 สิงหาคม 2560. จาก
         https://en.wikipedia.org/wiki/Mood_ring

บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์. หมึกเปลี่ยนสีตามอุณหภูมิ. สืบค้นวันที่ 23 สิงหาคม 2560. จาก
         https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/countfavor_article.asp?a=load&fileid=295&Run_no=dlkejlhsz