核心概念
化学
水
油
表面活性剂
泡沫
简介
我们经常用洗发水搓洗头皮。但到底是什么让洗发水效果好？你可能会惊讶地听到，每一种新的洗发水在被认为可以出售之前都必须通过大量的科学测试。为了决定哪种洗发水对消费者最好，人们会比较许多不同的洗发水配方。其中一项测试是评估洗发水的起泡行为。在这个活动中，你将成为一名化妆品科学家，并对不同的洗发水进行测试。你认为哪个品牌产生的泡沫最多，哪个泡沫持续的时间最长？
背景
虽然商店里有许多不同的洗发产品，但它们都有相同的目的：清除头发和头皮上的污垢和油腻油脂。洗发水是如何去除所有这些堆积的油脂的呢？为此，洗发水含有称为表面活性剂的特定成分，这是除水之外洗发水的主要成分。表面活性剂具有有用的化学结构，其具有疏水性（排斥水）尾部和亲水性（喜欢水）头部。这种特性使它们能够与水和油发生反应，而水和油通常不会混合在一起。
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虽然清洁能力可能是好洗发水最重要的标准，但还有许多其他方面决定洗发水的质量。除了表面活性剂之外，每种洗发水中还有添加剂，以优化其外观、感觉、气味或性能，例如额外的泡沫增强剂、增稠剂、调理剂或防腐剂。例如，产生大量泡沫并控制其稳定性的能力很重要，因为人们将更多泡沫与更强的清洁能力联系起来。虽然这不一定是真的，但如果洗发水产生的泡沫更多，销量就会更好。因此，能够产生额外泡沫的额外的表面活性剂通常用作起泡剂。
科学家们继续研究新的洗发水配方，并开发了特定的测试来评估他们创造的每种新产品。这使他们能够比较不同的洗发水配方，以找到整体性能最佳的配方。在这个活动中，你将自己进行这样的测试，并找出你选择的哪种洗发水能产生最好和最持久的泡沫！
材料
选择不同的洗发水（至少两种不同的种类）
一次性杯子（八盎司，每种洗发水一个）
厨房秤
自来水
勺子
量匙（汤匙）
高而窄的玻璃杯、罐子或花瓶（大于八盎司），最好带盖子
秒表
两个永久性记号笔（两种不同的颜色）
胶带
纸和笔
尺子
可以容忍溢出的工作空间
准备工作
使用永久性记号笔在每个杯子上标记你要测试的洗发水的名称。
制作每种洗发水样品的 10% 溶液。为此，将一个空杯子放在厨房秤上并将其归零。加入 20 克洗发水样品，然后向杯中加入自来水，直到秤显示 200 克。
用勺子搅拌，小心地将洗发水与水混合。
对所有洗发水样品重复这些步骤。在每个样品之间清洁你的搅拌勺。
步骤
拿出高而窄的玻璃杯，小心地将 50 毫升（约六汤匙）的第一种 10% 洗发水溶液倒入其中。当将洗发水倒入玻璃杯时，你是否已经看到有任何泡沫形成？
准备好一个计时器，并将其设置为五分钟。
如果有盖子，请将盖子盖在玻璃杯上。（如果没有盖子，请用手掌盖住玻璃杯并将其顶部密封。）然后用手握住玻璃杯，并上下用力摇晃 10 次。尽最大努力使所有洗发水的摇晃速度保持恒定。一旦开始摇晃洗发水溶液会发生什么？
摇晃完成后立即启动计时器。放置一条胶带以标记玻璃杯上泡沫阶段开始的水平（在底部，正好在液体上方）和结束的水平（在顶部）。（您可以使用记号笔在胶带上书写以注明它是哪个洗发水样品。）洗发水产生了多少泡沫？
为了评估泡沫的稳定性或确定它消失的速度，请在五分钟后放置胶带以标记玻璃杯上的泡沫水平（顶部和底部）。（您可以使用不同颜色的记号笔来区分此测量值。）注意：泡沫水平最有可能在液体和泡沫之间的界面处发生变化，而不是在泡沫层的顶部。随着时间的推移，泡沫会发生什么变化？五分钟后，你的泡沫是变多还是变少？
在标记好泡沫水平后，清洁玻璃杯（确保清除所有洗发水和泡沫），并查看你所做的不同标记。拿起尺子并测量开始时和五分钟后泡沫层顶部和底部水平之间的距离。将你的结果写在纸上。你的泡沫体积如何随时间变化？你的结果告诉你关于洗发水稳定性的什么信息？
从玻璃杯上取下胶带，并对你的每个洗发水样品重复这些步骤。你的结果如何比较？哪种洗发水产生的泡沫最多？在五分钟内，每种洗发水消失了多少泡沫？你能将起泡行为与特定的洗发水成分联系起来吗？
最后，用纯水重复这些步骤。与洗发水相比，仅使用水时，你的结果是否不同？如果是，你认为这是为什么？
额外：找出你的泡沫持续多久，并增加你监测玻璃杯中泡沫量的时间。泡沫在什么时间点完全消失？
额外：许多天然洗发水品牌减少了洗发水配方中表面活性剂和添加剂的量，因为这些可能会刺激头皮。比较天然洗发水品牌和标准洗发水品牌，看看它们是否产生相同量的泡沫。
额外：你也可以从网上找到的配方制作自己的洗发水。你自制的洗发水与商店购买的产品相比如何？它在清洁头发方面效果好吗？
观察和结果
你产生了很多泡沫吗？当你开始摇晃时，大多数商店购买的普通洗发水应该会产生大量泡沫。当你将洗发水溶液倒入玻璃杯时，你甚至可能已经看到了一点泡沫的形成。这是因为这些洗发水含有大量的表面活性剂和泡沫增强剂。当你摇晃玻璃杯时，你会产生大量气体气泡，这些气泡会被困在洗发水溶液中，并形成你看到的泡沫。表面活性剂或起泡剂有助于泡沫的形成并稳定溶液中的气体气泡。
然而，泡沫不是永远稳定的！事实上，你应该观察到泡沫量随着时间的推移迅速减少，并且可能看到泡沫的底部水平迅速上升到更高的水平。这是因为溶液中的气泡最终会破裂。你为每种洗发水产生的泡沫量取决于它们所含的表面活性剂和起泡剂的量。不含任何这些物质的溶液（如水）不会产生任何泡沫，你应该在最后的测试中注意到这一点。
清理
冲洗玻璃杯，处理掉你使用的每个杯子，并清洁你的工作区域。
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