مفاهيم أساسية

الكيمياء

ماء

زيت

مواد خافضة للتوتر السطحي

مواد رغوية

مقدمة

دائمًا ما نضع الشامبو على فروة الرأس لغسيل الشعر. ولكن ما هي العناصر التي تتوفر في الشامبو الجيد؟ قد تُفاجأ عندما تعرف أنه يجب أن يخضع كل شامبو جديد للكثير من الاختبارات العلمية قبل أن يُعَدَّ جيدًا بما فيه الكفاية ليُطرح في الأسواق. إذ تُجرى مقارنة بين مختلِف تركيبات الشامبو لتحديد أيها أفضل للمستهلك. يقيم أحد هذه الاختبارات فاعلية رغوة الشامبو. في هذا النشاط سوف تصبح عالِم مستحضرات تجميل، وستختبر بنفسك أنواع شامبو مختلفة. ما هو نوع الشامبو الذي تظن أنه يولِّد رغوة أكثر وتستمر رُغاه مدةً أطول؟

معلومات أساسية

على الرغم من توافر العديد من منتجات الشامبو المختلفة في المتاجر، فإنها جميعها تُستخدَم للغرض نفسه: ألا وهو تنظيف الشعر وفروة الرأس من الأوساخ والزيوت الدهنية. إذن، كيف يتمكن الشامبو من إزالة كل تلك الزيوت التي تتراكم في رؤوسنا؟ من أجل هذا الغرض، يحتوي الشامبو على مكوِّنات معينة يُطلَق عليها المواد الخافضة للتوتر السطحي، التي تُعَدُّ المكونات الرئيسية في الشامبو بالإضافة إلى الماء. تتميز المواد الخافضة للتوتر السطحي ببنية كيميائية مفيدة ذات ذيل كاره للماء (طارد للماء) ورأس محبة للماء (قابلة للاتحاد مع الماء). تساعدها هذه الخاصية على التفاعل مع كلٍّ من الماء والزيت، الذي لا يختلط  بالماء عادة.

ورغم أن القدرة على التنظيف هي -على الأرجح- أهم معيار للشامبو الجيد، ثمة العديد من الجوانب الأخرى التي تحدد جودة الشامبو. بالإضافة إلى المواد الخافضة للتوتر السطحي، هناك أيضًا إضافات في كل نوع شامبو تحسِّن من مظهره، أو ملمسه، أو رائحته، أو أدائه، مثل مكونات رغوة إضافية، أو مكثفات القوام، أو منعمات الشعر، أو مواد حافظة. القدرة على خلق الكثير من الرُّغَى والمحافظة على ثباتها -على سبيل المثال- مهمة؛ لأن الناس يربطون بين الرغوة الوفيرة والقدرة على التنظيف. ومع أن هذا ليس بالضرورة أن يكون صحيحًا، فإن الشامبو يُباع أكثر إذا كان ذا رغوة وفيرة. ولذلك، فإن المواد الخافضة للتوتر السطحي الإضافية التي تكون قادرة على إنتاج المزيد من الرُّغَى، غالبًا ما تُستخدم كعناصر رغوية.

ويستمر العلماء في البحث عن تركيبات جديدة للشامبو، وقد أنشأوا اختبارات محددة لتقييم كل منتج جديد يبتكرونه، مما يسمح لهم بمقارنة مختلف تركيبات الشامبو للعثور على تركيبة معينة تعمل بشكل أفضل عمومًا. في هذا النشاط سوف تجري مثل هذه الاختبارات بنفسك لمعرفة أي شامبو في اختياراتك يولد رغوةً أفضل وتدوم أطول!

أدوات التجربة

أنواع شامبو مختلفة (نوعان مختلفان على الأقل)

أكواب وحيدة الاستعمال (سعة 237 ملل، كوب لكل نوع شامبو)

ميزان مطبخ

ماء صنبور

ملعقة

ملعقة قياس (ملعقة كبيرة مدرّجة)

برطمان زجاجي طويل وضيق أو زهرية (سعته أكبر من 237 ملل)، ويفضل أن يكون معه غطاء

ساعة توقيت

قلما وسم دائم (بلونين مختلفين)

شريط

ورق وقلم

مسطرة

مساحة عمل مهيأة لتسربات الماء

إعداد التجربة

استخدم قلم الوسم الدائم لتسمية كل كوب باسم الشامبو الذي تريد اختباره.

اصنع محلولًا بتركيز 10% من كل عينات الشامبو التي لديك. ولعمل ذلك، ضع كوبًا فارغًا على ميزان المطبخ واضبطه على القراءة صفر. أضف 20 جرامًا من عينة الشامبو ثم أضف ماء صنبور إلى الكوب حتى تصل قراءة الميزان إلى 200 جرام.

امزج الشامبو بالماء جيدًا عن طريق التقليب بالملعقة.

كرر هذه الخطوات مع جميع عينات الشامبو. لا تنسَ تنظيف ملعقة الخلط بين كل عينة وأخرى.

خطوات العمل

أحضر الزجاجة الطويلة الضيقة، ثم صب فيها بحذر 50 ملل (حوالي ست ملاعق كبيرة) من أول محلول شامبو ذي تركيز 10%. عند صب الشامبو في الزجاجة، هل ترى تكوُّن أي رُغى؟

جهّز ساعة التوقيت واضبطها على خمس دقائق.

ضع الغطاء على الزجاجة إذا كان لديك. (إذا لم يكن لديك غطاء، استخدم كف يدك لتغطية الزجاجة تمامًا من أعلى)، ثم خذ الزجاجة بين يديك ورجها جيدًا 10 مرات لأعلى ولأسفل. احرص على جعل سرعة الرج ثابتة لجميع أنواع الشامبو. ماذا يحدث بمجرد بدء رج محلول الشامبو؟

على الفور بعد الانتهاء من الرج، شغِّل ساعة التوقيت. ضع قطعةً من الشريط على الزجاجة عند المستوى الذي بدأت عنده مرحلة الرغوة (عند الجزء السفلي، فوق السائل مباشرة)، وقطعة أخرى حيثما تنتهي في الجزء العلوي. (يمكنك استخدام قلم الوسم للكتابة على الشريط لتفرقة عينات الشامبو). ​​ما كمّ الرغوة التي ينتجها كل الشامبو؟

لتقييم مدى ثبات الرغوة أو لتحديد مدى سرعة اختفائها، ضع قطعًا من الشريط لتحديد مستويات الرغوة (أعلاها وأسفلها) على الزجاج بعد خمس دقائق. (یمكنك استخدام أقلام وسم مختلفة الألوان لتمییز ھذه القياسات). ملحوظة: من المرجح أن تتغير مستويات الرغوة أکثر عند الحد بین المحلول والرغوة، ولیس في أعلی طبقة الرغوة. ماذا يحدث للرغوة مع مرور الوقت؟ هل تزيد الرغوة أو تقل بعد خمس دقائق؟

بعد وضع علامة عند مستويات الرغوة قم بتنظيف الزجاجة (مع التأكد من إزالة كل الشامبو والرُّغَى) وألقِ نظرةً على العلامات المختلفة التي وضعتها بها. وباستخدام المسطرة، قس المسافة بين أعلى وأسفل مستويات طبقة الرغوة في البداية وبعد خمس دقائق. دوِّن نتائجك في ورقة. كيف تغير حجم الرغوة مع مرور الوقت؟ ماذا تخبرك النتائج عن مدى ثبات الشامبو؟

أزِل الشريط من على الزجاجة، وكرر هذه الخطوات مع كل عينات الشامبو. كيف تقارن نتائجك؟ أي نوع شامبو يولد رغوة أكبر؟ ما حجم الرغوة التي اختفت في كل شامبو في غضون خمس دقائق؟ هل يمكنك ربط فاعلية الرغوة بمكوِّن بعينه في الشامبو؟

وأخيرًا، كرر الخطوات باستخدام الماء النقي. هل تختلف نتائجك عند استخدام الماء فقط مقارنة بأنواع الشامبو؟ إذا كانت الإجابة بنعم، لماذا تعتقد ذلك؟

نشاط إضافي: احسب كم من الوقت تستمر الرغوة، وزد الوقت الذي ترصد فيه كمية الرغوة في الزجاجة. متى تختفي الرغوة تمامًا؟

نشاط إضافي: تقلل العديد من العلامات التجارية لأنواع الشامبو الطبيعية من كمية المواد الخافضة للتوتر السطحي والإضافات في تركيبة الشامبو؛ لأنها يمكن أن تهيج فروة الرأس. قارن نوع شامبو طبيعي بنوع عادي لمعرفة ما إذا كانا ينتجان الكمية نفسها من الرغوة.

نشاط إضافي: بإمكانك أيضًا صنع الشامبو الخاص بك من وصفات قد تجدها على الإنترنت. كيف يضاهي شامبو مصنوع في المنزل المنتج الذي تم شراؤه من المتجر؟ هل ينظف شعرك جيدًا؟

الملحوظات والنتائج

هل أنتجت الكثير من الرُّغَى؟ من المفترض أن تنتج معظم أنواع الشامبو العادية التي تُشترى من المتاجر الكثير من الرُّغَى بمجرد أن تبدأ في رجها. بل ربما رأيت القليل من الرغوة بالفعل عند سكب محلول الشامبو في الزجاجة. وذلك لأن أنواع الشامبو تلك تحتوي على الكثير من المواد الخافضة للتوتر السطحي المواد المكونة للرغوة. عند رج الزجاجة فإنك تعمل على توليد الكثير من فقاعات الغاز التي تحتبس في محلول الشامبو وتولد الرغوة التي تراها. حيث تساعد المواد الخافضة للتوتر السطحي أو عناصر الرغوة على تكوين الرغوة وتثبيت فقاعات الغاز في المحلول.

إلا أن الرغوة ليست ثابتة إلى الأبد! بل في الواقع، يُفترض أن تكون قد لاحظت انخفاض كمية الرغوة بسرعة مع مرور الوقت، وربما رأيت ارتفاع المستوى السفلي من الرغوة بسرعة إلى مستوى أعلى. وذلك لأن فقاعات الغاز في المحلول تنهار في نهاية المطاف. يعتمد حجم الرغوة التي ينتجها كل نوع شامبو على كميات المواد الخافضة للتوتر السطحي وعناصر تكوين الرغوة التي يحتويها. والمحاليل التي لا تحتوي على أيٍّ من هذه المواد، مثل الماء، لا تولِّد أي رُغى، وهو ما يُفترض أن تكون قد لاحظته في الاختبار الأخير.

تنظيف محيط التجربة

اشطف الزجاجة جيدًا، وتخلَّص من الأكواب التي استخدمتها، ونظِّف منطقة العمل الخاصة بك.