대기 중의 수분과 모질의 관련성은 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 비 오는 날 머리카락이 평소보다 잘 부스스해지는 이유를 공기 중 수증기와 모발 단백질의 화학적 결합 변화 관점에서 설명할 수 있을까요?

Answer 1

안녕하세요.

비가 내린다거나 습도가 높은 날에 머리카락이 평소보다 부스스해지는 현상은 공기 중 수증기와 모발 단백질 사이의 화학적 상호작용 변화 때문입니다. 머리카락의 대부분은 케라틴이라는 섬유성 단백질로 이루어져 있는데요, 이때 케라틴 분자 내부와 분자 사이에는 여러 종류의 결합이 존재하며 그중에서도 모발의 형태와 탄성을 좌우하는 중요한 결합이 수소 결합입니다. 수소 결합은 비교적 약한 결합이지만, 개수가 매우 많아 모발의 전체 구조를 안정화하는 데 핵심적인 역할을 하는데요 공기 중 습도가 낮을 때는, 케라틴 단백질 사슬들 사이의 수소 결합이 비교적 안정적으로 유지됩니다. 이 상태에서는 머리카락의 배열이 일정하게 유지되어 차분하고 정돈된 느낌을 주지만 비가 오거나 습도가 높아지면, 공기 중의 수증기 분자들이 모발 내부로 쉽게 침투하게 됩니다. 물 분자는 극성을 띠고 있기 때문에, 케라틴 단백질의 친수성 부위와 결합하려는 성질이 매우 강합니다.

이 과정에서 원래 케라틴 단백질 사이를 잡아주고 있던 단백질–단백질 간 수소 결합이 끊어지고, 대신 단백질–물 분자 간 수소 결합이 새로 형성되며 수증기가 기존 결합을 재배치하게 됩니다. 이 과정은 머리카락 전체에서 불균일하게 일어나며, 어떤 부분은 더 많이 물을 흡수하고, 어떤 부분은 상대적으로 덜 흡수하며 이 과정에서 모발 내부에서 부위별로 팽윤 정도가 달라지고, 머리카락 섬유가 제각각 다른 방향으로 휘어지게 되는 것입니다. 감사합니다.