Mr. Pee's Corner #2: how do thermal nail polishes work?

 
Lista delle cose della vita che sono difficili da accettare:

- la cioccolata e le patatine fritte fanno ingrassare;

- Jon Bon Jovi e Hugh Jackman sono sposati;

- Angelina Jolie è una strafiga e io manco pe' gnente;

- la borsa Lady Dior che tanto sbavo mi provoca costa 2.000 svanziche;

- per la pubblicità di intimo Armani hanno "aiutato" Beckham con del cotone idrofilo;

- gli smalti termici scadono.

Eeeeeeeeeeh? Eh sì. Sono il trend del momento, sono bellissimi, sono scenici, sono quellochevepare, eppure i nostri amici smalti termici nascondono un segreto: hanno vita limitata.

Perché? Per come? E come funzionano in generale?

Ho interpellato l'esperto di casa, Mr. Pee, che ci dirà tutto quello che sa sui pigmenti cambiacolore. A lui la parola!

Un saluto a tutte le lettrici (e i lettori, perché no) del blog della mia dolce metà. Quando si tratta di scoprire cosa c'è dietro ai meccanismi fisici e chimici degli smalti, Mrs Pee si rivolge a me per avere delucidazioni ed io da chimico non mi tiro mai indietro perché mi intriga da matti scoprire gli aspetti scientifici dietro la vostra passione.  E quindi, ecco a voi tutto ciò che si nasconde dietro il funzionamento degli smalti termici.
Innanzitutto lo smalto termico è uno di quei materiali definiti "intelligenti", nel senso che cambiano proprietà a seguito di uno stimolo esterno per poi tornare allo stato originale in maniera autonoma, cioè hanno una sorta di "memoria". Essendo questo stimolo di natura termica, il nome specifico è materiali cromici.
Andiamo adesso a vedere perché questi smalti sono sensibili al calore.
Come tutte saprete il colore dello smalto per unghie è dato da un insieme di coloranti, normalmente a base di ossidi metallici. Questi composti chimici sono solitamente molto stabili in quanto l'ossigeno forma con il metallo un legame molto forte e quindi si può ottenere un colore uniforme per far contente le smaltare di tutto il mondo con la stessa sfumatura.
Esistono, però, dei metalli che naturalmente hanno diversi "stati di ossidazione", cioè diversi modi per formare composti con l'ossigeno (i famosi ossidi di cui ho parlato prima). Ora non sto qui a spiegarvi lo stato di ossidazione, ma vi basti sapere che lo stesso metallo a diverso stato di ossidazione cambia radicalmente colore: l'esempio tipico è il permanganato di potassio che in soluzione passa dal viola scuro al trasparente quando si cambia lo stato di ossidazione del manganese, in questo caso andando ad agire sul pH della soluzione stessa.
Per effettuare questo cambio di stato alle volte basta poca energia, come ad esempio un aumento della temperatura ambientale ed è proprio questo che sfruttano i vostri amati smalti termici.
Detto questo non dobbiamo scordarci che nelle reazioni chimiche si cerca sempre di raggiungere l'equilibrio e quindi questa operazione di cambio di ossidazione non può avvenire all'infinito ma ad un certo punto il vostro smalto rimarrà sempre nello stato più stabile (che è quello più vicino alla temperatura standard di 20°C) e quindi "scadrà" l'effetto termico.
Per cercare di rallentare questo processo vi consiglio, quindi, di ridurre al minimo gli sbalzi di calore e l'esposizione a fonti di calore e alla luce diretta del sole; inoltre anche una eventuale evaporazione dei solventi potrebbe influire sull'effetto termico e quindi sigillate bene le boccette dopo l'uso.
Questo è tutto, alla prossima puntata dell'angolo scientifico del blog!

Ringrazio Mr. Pee per questo interessantissimo approfondimento, spero che abbia interessato voi quanto ha interessato me e... Buon week-end da entrambi!

Barely acceptable things in life list:

- chocolate and chips make you fat;

- Jon Bon Jovi and Hugh Jackman are married;

- Angelina Jolie is hot and I am not - at all;

- The Lady Dior bag that causes me so much drool costs over 2.000 euros;

- thermal nail polishes expire.

Whaaaaaaaaat? Oh yes. They are the trend of the moment, they are beautiful and amazing, but our thermal friends hide a secret: they have a limited life. Why? For which reason? And how do they work in general? I asked to my very personal expert, Mr. Pee, who will tell us everything he knows about color changing pigments. Go Mr. Pee, go!

Hi to all the lovely readers of my better half's blog. When it comes to discover what's behind the physical and chemical mechanisms of nail polishes, Mrs. Pee asks me for clarification. And since I'm a chemist, I always help her because I think that the scientific aspects behind nail polishes are so intriguing and interesting! So, today I'm going to explain you how thermal nail polishes work.
First-of-all, thermal nail polishes are one of those materials which are defined as "intelligent": that means that they change properties as a result of an external stimulus and then return to the original state autonomously, in other words they have a kind of "memory".
Since this stimulus has a thermal nature, their specific name is chromic materials. We are now going to see why these lacquer are sensitive to heat. We all know that the color of nail polish is given by a set of pigments, normally based on metal oxides. These chemical compounds are usually very stable because oxygen and metal form a very strong bond, in order to obtain a uniform color which can make glad nail polish addicts of all over the world with the same shade.
However, there are also metals that normally have different "oxidation states", that means that they have different ways to form compounds with oxygen (the famous oxides I mentioned before). Now I'm not here to explain you the oxidation state, but let's say that the same metal in different oxidation states radically changes color: a typical example is the potassium permanganate that, in solution, changes from dark purple to clear when you change the oxidation state of the manganese, in this case going to act on the pH of the solution itself.
Sometimes just a little energy is needed to make this change of state, such as an increase in the ambient temperature and that's what happen with your beloved thermal lacquers.
Anyway, we must not forget that chemical reactions always try to achieve a balance and then this exchange of oxidation can't occur indefinitely, but at some point your nail polish will always be (and look) in the most stable state (the colour showed at the standard temperature of 20°C) and then the thermal effect will "expire".
If you want to try to slow down this process I recommend, therefore, to minimize jumps in temperature and exposure to sources of heat and direct sunlight; also, a possible evaporation of solvents may influence the thermal effect and then bottles should be well sealed after use.
 That's it, see you in occasion of the next episode of the scientific corner of the blog!

Thank you so much honey! Hope this post will be useful and interesting for you and... Thank you for reading and have a nice week-end from Pee Family!