Componenti cosmetici - i tensioattivi

Buondì bella gente, come va?
Oggi non ho voglia di scrivere recensioni, ma non vi abbandono, il post di questa settimana è dedicato ai tensioattivi, principali componenti cosmetici (e non solo), molto famosi e diffusi.
I tensioattivi, chiamati anche tensidi o surfattanti, sono molecole organiche formate da una testa idrofila, polare, e una coda idrofoba, non polare.
Questa doppia natura, definita anfifilica o anfipatica, è la chiave del loro funzionamento.

I tensioattivi sono utilizzati principalmente per abbassare la tensione superficiale e la tensione interfacciale, ottenendo così la miscelazione tra liquidi diversi, come acqua e olio, altrimenti non miscibili tra loro.
La tensione superficiale di un liquido è una barriera di separazione tra due materiali diversi, data dalla forza attrattiva di coesione che le molecole interne esercitano su quelle esterne (superficiali e periferiche) per impedire loro di aderire ai corpi esterni, facendo così occupare meno spazio possibile al liquido, come fosse avvolto da una pellicola elastica.
Più la tensione superficiale è alta, più il liquido tende a raggrupparsi in gocce di grandi dimensioni così da abbassare il rapporto tra superficie e volume.
La tensione interfacciale è la tensione superficiale che si manifesta quando due liquidi immiscibili vengono a contatto, mantenendoli così ben separati.
Per vincere la tensione interfacciale di due liquidi immiscibili, come ad esempio acqua e olio, occorre agitarli energicamente, ottenendo così un'emulsione nella quale una fase (quella di minore quantità) è dispersa nell'altra in forma di piccolissime gocce.
La miscela ottenuta però non è stabile, e con il passare del tempo i due liquidi torneranno a separarsi: per renderla stabile, occorre un tensioattivo emulsionante che abbassa il valore della tensione interfacciale, mantenendo così la massima dispersione dei fluidi.

Quando i tensioattivi vengono aggiunti a un sistema contenente sia acqua che olio (o grasso), le loro molecole si orientano in modo specifico: le teste idrofile interagiscono con l'acqua, mentre le code idrofobe cercano di allontanarsi dall'acqua, interagendo con le sostanze grasse o oleose.
Quando la concentrazione di tensioattivo supera una certa soglia (la concentrazione micellare critica, CMC), le molecole si auto-assemblano in strutture sferiche chiamate micelle: le code idrofobe si rivolgono verso l'interno, intrappolando lo sporco grasso, mentre le teste idrofile rimangono a contatto con l'acqua, permettendo così l'eliminazione dello sporco durante il risciacquo.

I tensioattivi vengono suddivisi in base alla loro carica elettrica:
- anionici (-), la testa è caricata negativamente, hanno una funzione principalmente detersiva, schiumogena ed emulsionante. Spesso usati come tensioattivi primari, hanno un alto potere lavante e sgrassante, risultando aggressivi sulla pelle. Molto utilizzati ed economici, sono presenti in saponi, shampoo, detersivi e detergenti per la casa. Fanno parte della categoria il sodium lauryl sulfate, il sodium laureth sulfate, l'ammonium laureth sulfate.
- cationici (+), la testa è caricata positivamente, non sono adatti come detersivi e vengono usati spesso nelle formulazioni dei balsami per capelli per la loro azione condizionante (si fissano sui tessuti con un effetto ammorbidente), neutralizzando la carica negativa presente dopo i lavaggi con tensioattivi anionici. Svolgono inoltre azione disinfettante. Tensioattivi anionici e cationici non vanno mai usati insieme perché si annullano a vicenda. Fanno parte della categoria il cetrimonium chloride, il behentrimonium chloride.
- anfoteri (- e +), la testa possiede sia carica negativa che positiva, unendo così le qualità detergenti dei tensioattivi anionici e quelle batteriostatiche dei tensioattivi cationici. La carica elettrica dipende dal pH ambientale: se risulta alcalino, i tensioattivi si comportano come anionici, ma con meno aggressività; mentre se risulta acido, si comportano come cationici. Come detergenti sono generalmente delicati e ben tollerati, vengono usati solitamente insieme ai tensioattivi anionici per ridurne l'aggressività o per stabilizzare la schiuma. I più famosi sono la cocamidopropyl betaine e il sodium cocoamphodiacetate.

- non ionici, non hanno nessuna carica elettrica e questo li rende maggiormente compatibili con gli altri ingredienti. Fanno poca schiuma, sono delicati e ben tollerati dalla pelle, generalmente vengono usati come tensioattivi secondari, anche se alcuni di loro posso essere usati come tensioattivi primari, e hanno funzione surgrassante, viscosizzante, emulsionante, stabilizzante, condizionante e schiumogena. I più comuni sono i glucosidi, tra cui lauryl glucoside, cetearyl glucoside, coco glucoside.

Per avere un buon detergente abbiamo bisogno della sinergia di due o più tensioattivi che svolgano diversi ruoli, tipo: lavante, mitigante, addensante, schiumogeno, condizionante, emulsionante, stabilizzante ecc.

- Tensioattivo primario: nei detergenti di solito è un tensioattivo anionico, con alte capacità lavanti e addensanti, ma si può usare anche un anfotero badando bene ad accoppiarlo con altri tensioattivi per mitigarne l'aggressività. Nei balsami e nei condizionanti il tensioattivo primario può essere un cationico.
- Tensioattivo secondario: usato per mitigare l'aggressività del primario, si preferiscono tensioattivi anfoteri e non ionici.
- Tensioattivo terziario: per lo scopo vengono utilizzati tutti quei tensioattivi che vanno a compensare le mancanze dei primi due, come il potere schiumogeno, quello addensante, quello stabilizzante e così via. La percentuale del tensioattivo terziario deve essere molto inferiore a quella dei primi due, inoltre non vanno usati tensioattivi cationici in presenza di quelli anionici.

Infine, in base alla struttura chimica dei tensioattivi, avremo diverse funzioni:

- emulsionante, il tensioattivo si dispone con la testa e la coda verso le rispettive fasi, ovvero la testa nell'acqua e la coda nell'olio, consentendo la mescolanza dei due liquidi abbassando la tensione interfacciale, diperdendoli omogeneamente e stabilizzando le due fasi (acqua e olio);

- detergente, l'acqua non è in grado di asportare lo sporco da una superficie, il tensioattivo (in particolare quello anionico) si attacca con la coda allo sporco che viene così completamente ricoperto dalle teste idrofile, diventando solubile in acqua e di conseguenza, facilmente asportabile mediante il risciacquo;
- schiumogena, il tensioattivo forma un'emulsione di aria in acqua, ovvero un sistema disperso costituito da bolle di gas in un liquido, riducendo la tensione superficiale tra le due fasi. La schiuma aiuta a disperdere le particelle di sporco, ne facilita l'asportazione e ne evita il riavvicinamento. Tanto più il sapone produce schiuma, tanto maggiore sarà il suo potere sgrassante sulla pelle.

- bagnante-umidificante, fa penetrare una soluzione a fondo nell'epidermide grazie alla caduta della tensione superficiale, aumentando di conseguenza la superficie di contatto con l'acqua e facendo staccare lo sporco dalla superficie. In alcuni casi, si usa il tensioattivo per umettare al meglio i pigmenti e rendere il prodotto omogeneo e funzionale;
- filmogena-sostantivante, tipica dei tensioattivi cationici, la loro parte positiva si fissa sulle superfici elettricamente negative (spesso dopo una detersione), formando uno strato protettivo che ammorbidisce i tessuti;

- disinfettante, scioglie i lipidi della membrana dei batteri, distruggendoli (tipica di alcuni tensioattivi cationici);
- solubilizzante, discioglie nell'acqua sostanze comunemente idrofobe come la lanolina, l'olio, le vitamine liposolubili, gli oli essenziali, alcuni coloranti e i profumi, di solito ad opera di tensioattivi non ionici.

I tensioattivi svolgono un ruolo cruciale nella vita quotidiana e sono indispensabili per il nostro benessere e per l'efficacia di tutti i prodotti che usiamo quotidianamente, purtroppo molti di loro, specialmente quelli tradizionali, non sono biodegradabili e risultano tossici per gli organismi acquatici.
Smettere di usarli è impensabile, ma fortunatamente da qualche anno a questa parte c'è una maggiore attenzione per l'impatto ambientale e la ricerca si sta muovendo verso una direzione più "green", sviluppando tensioattivi biodegradabili e di origine naturale, come quelli derivati dagli zuccheri (glucosidi).
Ce ne sarebbe ancora parecchio da dire, ma voglio fermarmi qui, magari un giorno riprenderò il discorso, chissà, per adesso spero che il mio post vi sia piaciuto e che sia stato facile da comprendere.
Come fonti ho utilizzato le mie conoscenze, wikipedia, e soprattutto, il bel libro del cosmetologo Umberto Borellini "manuale di cosmetologia: dalla dermocosmesi funzionale alla cosmeceutica", che vi consiglio se avete voglia di approfondire questa materia così affascinante.
E con questo è tutto, alla prossima settimana gente!