Cristalli Liquidi: molti ne sparlano, senza sapere cosa sono.

Cristalli Liquidi: molti ne sparlano, senza sapere cosa sono.

Paola mi chiede: cosa significa quando dicono che nel mio gel per capelli ci sono i cristalli liquidi ? Vuol dire che ci sono i siliconi?

Commercialmente : CRISTALLI LIQUIDI è un bel nome; il maketing se ne è appropiato.
Ricorda certe immagini/concetti intriganti, ad esempio: GHIACCIO ROVENTE, che incuriosiscono e stupiscono.
Quindi per aumentare l’attrattività di un cosmetico, spesso ho visto inserire questo nome o definizione in cosmetici che di cristalli liquidi dentro non potevano averne proprio.

Un improprio sfruttamento commerciale del termine CRISTALLI LIQUIDI ha creato una propagazione dell’errore e della disinformazione , ripetuta in rete con il solito copia/incolla presinaptico, fino all’ insensato  : ODIATI SILICONI ALIAS CRISTALLI LIQUIDI.

A giudicare da quanti siti internet hanno rimbalzato questa frase, senza neppure cambiare la poco comune parola: ALIAS, devo sospettare che tanta gente che si dis-informa su internet o youtube adesso pensi che i siliconi ed i cristalli liquidi , siano la stessa cosa !!!!

Niente di più falso.

Tecnicamente: i cristalli liquidi sono una organizzazione di molecole che tendono ad aggregarsi o a disporsi in modo ordinato all’interno di un fluido dove normalmente si dispongono in modo disordinato.
Quindi strutture ordinate in un mezzo disordinato, una fase intermedia tra i cristalli solidi ed i fluidi liquidi.

Le micelle che formano i saponi e tensioattivi in acqua sono una sorta di embrioni dei cristalli liquidi dove la disposizione delle sostanze anfifiliche si organizza in funzione delle diverse forza, idrorepellenza e liporepellenza. Anche l’interfaccia tra l’acqua saponata e l’aria prevede una disposizione ordinata, lamellare, delle sostanze anfifiliche. Se non fosse così non avremmo la schiuma e le bolle di sapone. ( argomento che vorrei approfondire per gli amici che saponificano cercando di fare più o meno schiuma o semplicemente enormi bolle di sapone)

Il livello di disordine cala mano a mano aumenta la concentrazione di tensioattivi e l’effetto più evidente è che aumenta molto la viscosità del sistema.
Per questo abbiamo veri e propri gel , con consistenza semisolida, budinosa, di cristalli liquidi .
I più semplici sono formati essenzialmente da acqua e tensioattivi. Tutte le fasi di passaggio da un’acqua saponata ( micellare ) ad un sapone solido rappresentano mesofasi liotropiche .  Liotropici sono quei cristalli liquidi la cui formazione è regolata prevalentemente dalla temperatura e dalle concentrazioni della sostanza o miscela anfifilica.  Anche la presenza di elettroliti ( sali disciolti ) o idrotropi come la glicerina  influiscono sensibilmente sul sistema .
Una caratteristica curiosa di questi gel di cristalli liquidi è che sono spesso “sonori” ( ringing gel )  cioè trasmettono le vibrazioni elastiche .

Alla base della formazione viscosa o semisolida di cristalli liquidi in una miscela  tra un surfattante e l’acqua c’è sempre la concentrazione del tensioattivo molto alta, anche superiore a quella dell’acqua. L’aggiunta di una terza fase oleosa permette di ottenere viscosità molto alte anche con meno surfattante.  A concentrazioni inferiori, la formazione di cristalli liquidi, pur essendo possibile, potrebbe non influire sensibilmente sulla viscosità anche se può aumentare molto la stabilità di un sistema emulsionante.


Gel cubico formato da emulsione di acqua/polisorbate80/paraffina 48/45,5/6,5

La particolarità energetica dei cristalli liquidi fa si che si formino a temperature relativamente alte. Nella maggioranza delle sostanze una struttura ordinata , cristallina, si forma a bassa temperatura quando la bassa entalpia porta a ridurre l’energia libera. Il disordine cresce alzando la temperatura quando l’alta entropia è necessaria a ridurre l’energia libera. Nei cristalli liquidi liotropici la struttura organizzata si forma ad alta concentrazione quando l’ordine creato disponendo gli oli può prevalere energeticamente sul disordine della loro distribuzione caotica. A bassa concentrazione , l’entropia gioca il suo ruolo usuale incoraggiando la dispersione e non si formano strutture con disposizioni organizzate.

Le emulsioni possono formare cristalli liquidi quando l’interfaccia tra l’emolliente e l’acqua forma una terza fase multilamellare.
La struttura idrolipidica dello strato corneo è affine a dei cristalli liquidi lamellari, la capacità di riprodurre in un cosmetico un sistema lamellare può essere un obbiettivo formulativo funzionale.
Alcune “normali” emulsioni una volta applicate sulla pelle per l’evaporazione dell’acqua possono trasformarsi in emulsioni lamellari.

Concludendo:
i cristalli liquidi non sono sostanze specifiche, siliconi o altro. Sono uno stato della materia intermedio tra lo stato solido, cristallino, con una disposizione ordinata delle molecole e lo stato liquido con una disposizione caotica .
Si possono produrre nel cosmetico in formulazioni con alte concentrazioni di tensioattivi e si possono formare una volta applicato il cosmetico su pelle o capelli una volta evaporata l’acqua.
In emulsioni con una grande quantità di acqua, la verifica che l’emulsione abbia effettivamente assunto una interfaccia multilamellare richiede strumentazioni sofisticate.
Emulsioni lamellari possono essere sfruttate per aumentare la penetrazione di un attivo o l’idratazione cutanea, per rimuovere il make-up facendo poca schiuma.
Molti oli per capelli che si autodefiniscono “cristalli liquidi” non lo sono affatto né possono generarli.

Rodolfo Baraldini

Pubblicato 27 aprile 2014

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riferimenti:
CMC,Critical Micelle Concentration of Aqueous Surfactant Systems
Liquid Crystals: a Simple View on a Complex Matter

Y. Liu and S. Friberg, “Role of Liquid Crystal in the  Emulsification of a Gel Emulsion with High Internal  Phase Fraction,” Journal of Colloid and Interface Science.  doi:10.1016/j.jcis.2009.08.038

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P. Saulnier, N. Anton, et al., “Liquid Crystals and Emulsions in the Formulation of Drug Carriers,” Comptes Rendus Chimie. doi:10.1016/j.crci.2007.10.005

T. Sonoda, Y. Takata, et al., “Effects of Emulsifiers on Crystallization Behavior of Lipid Crystals in Nanometer-Size Oil-in-Water Emulsion Droplets,” Crystal Growth & Design. doi:10.1021/cg050045h

T. Suzuki, H. Tsutsumi, and A. Ishido, Secondary droplet emulsion: Mechanism and effects of liquid  crystal formation in o/w emulsion, J. Disp. Sci. Techn.

C. L. Froebe, F. A. Simion, H. Ohlineyer, L. D. Rhein, J. Mattai, R. H. Cagan, and S. E. Friberg,  Prevention of stratum corneum lipid phase transitions in vitro by glycerol–An alternative mechanism  for skin moisturization. J. Soc. Cosmet. Chem.

M. Mohammad and A. Kenji, “Effect of Molecular Weight of Triglycerides on the Formation and Rheological Behavior of Cubic and Hexagonal Phase Based Gel Emulsions,” Journal of Colloid and Interface Science. doi:10.1016/j.jcis.2009.03.054


Lyotropic1.jpg

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2 Commenti

  1. Grazie per il chiarimento, questo era un dubbio che mi assillava da tempo. In effetti quelli che in commercio vengono definiti “cristalli liquidi per capelli” nel 90% non sono altro che misto acqua / silicone

    • Non è che gli emulsionanti siliconici, in particolare siliconi polietossilati, non possano in condizioni molto speciali formare cristalli liquidi, ma la maggioranza dei cosmetici che utilizzano il claim o nome “cristalli liquidi” di cristalli liotropici dentro non ne hanno proprio. Si tratta di un nome o definizione che viene utilizzato solo perché commercialmente ” bello ” e intrigante.

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