头发的颜色是一个化学问题。1909年，法国化学家尤金·舒勒（Eugene Schuller）使用对苯二胺（paraphenylenediamine）发明了第一种安全的商业染发产品。染发在今天非常流行，超过75%的女性染发，越来越多的男性效仿。染发是如何工作的？这是头发中的分子与色素、过氧化物和氨之间一系列化学反应的结果。

什么是头发(hair)？

头发主要是角蛋白，与皮肤和指甲中的蛋白质相同。头发的自然颜色取决于另外两种蛋白质真黑素和褐黑素的比例和数量。真黑素负责棕色到黑色的头发，而棕黑色素负责金色、姜黄色和红色的头发。任何一种黑色素的缺乏都会产生白色/灰色的头发。

天然染发剂

数千年来，人们一直在用植物和矿物为头发着色。其中一些天然制剂含有色素（如指甲花、黑胡桃壳），而另一些含有天然漂白剂或引起改变头发颜色的反应（如醋）。天然色素通常通过在发干上涂上颜色来起作用。一些天然着色剂可以在几种洗发水中使用，但它们并不一定比现代配方更安全或更温和。使用天然色素很难获得一致的效果，有些人对这些成分过敏。

临时发色

临时或半永久性染发剂可能会将酸性染料沉积在发干外侧，或可能包含可滑入发干内部的小色素分子，使用少量过氧化氢或根本不使用。在某些情况下，一些着色剂分子的集合进入头发，在发干内部形成一个更大的复合体。洗发水最终会去除暂时的发色。这些产品不含氨，这意味着在加工过程中发干不会打开，一旦产品被洗掉，头发的自然颜色就会保留下来。

头发变亮

漂白剂是用来使人的头发变亮的。漂白剂与头发中的黑色素发生反应，通过不可逆的化学反应去除颜色。漂白剂氧化黑色素分子。黑色素仍然存在，但氧化分子无色。然而，漂白的头发倾向于淡黄色。黄色是角蛋白的自然颜色，角蛋白是头发中的结构蛋白。此外，漂白剂和深色真黑色素的反应比和褐黑色素的反应更容易，所以一些金色或红色的残余颜色可能会在漂白后保留下来。过氧化氢是一种最常见的光亮剂。过氧化氢用于碱性溶液中，打开发干，使过氧化氢与黑色素发生反应。

永久发色

头发干的外层，即角质层，在永久性的颜色沉积到头发中之前必须打开。一旦表皮打开，染料就会与头发的内部，即皮层发生反应，沉积或去除颜色。大多数永久性染发产品采用两步工艺（通常同时进行），首先去除头发的原始颜色，然后沉积新颜色。这基本上与美白过程相同，只是随后将着色剂粘合到发干上。氨是一种碱性化学物质，它能打开角质层，使头发的颜色渗透到头发的皮层。当永久发色与过氧化氢结合时，它也起到催化剂的作用。过氧化物用作显影剂或氧化剂。开发人员将删除预先存在的颜色。过氧化氢破坏头发中的化学键，释放出硫，这是染发产品特有的气味。随着黑色素的脱色，一种新的永久性颜色与头发皮层结合。染发产品中也可能含有各种类型的酒精和调节剂。护发素在着色后封闭角质层，以封闭和保护新的颜色。