Sjećate li se one lijepe bajke o Zlatokosi, ljepoti-djevojci s dugom, dugom plavom kosom zatočenoj u visokoj, visokoj kuli? Ima, razumije se, više verzija te bajke, no sve se slažu u tome da je do Zlatokose htio doći lijep i odvažan mladić kojemu je ona pomogla tako što je spustila svoju dugu, dugu kosu s prozora. Može li to biti? Ne može, jer nikome ne može izrasti tako duga kosa. No ako zanemarimo tu pojedinost, i ako pretpostavimo da je Zlatokosa imala snažne (a ne nježne) ruke, dovoljno jake da njima može držati mladića obješena za kosu, moglo je biti kako bajka kaže. I više od toga. Prije bi Zlatokosa ispala kroz prozor nego što bi joj pukla kosa.

Evo što o tome kaže znanost. Čovjek na glavi ima 140 tisuća dlaka, dlaka pak ima promjer 60 μm (0,06 mm). Iz toga nije teško izračunati da je površina jedne dlake 2,8·10^-9 m², a svih dlaka na glavi 1,4·10⁵ puta više, dakle 3,9·10^-4 m² ili četiri kvadratna centimetra. No sada ono najzanimljivije. Prekidna čvrstoća dlake iznosi 220 MPa. To znači da bi Zlatokosina kosa izdržala silu od čak 86 kN, a to odgovara teretu od 8,8 tona!

Ovim su se pitanjem, problemom čvrstoće kose pozabavili ne istraživači Grimmovih bajki nego znanstvenici iz Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu te početkom ove godine o tome objavili pozamašan znanstveni rad, „On the strength of hair across species (O čvrstoći dlake ovisno o vrsti)“. Ukratko, ispitali su dlake ne samo čovjeka nego i mnogih životinja, od ovce, konja i medvjeda do žirafe, slona i divlje svinje. I našli zanimljive razlike. (Postoji i razlika među ljudima. Azijci imaju deblje dlake od Europljana, 0,08 do 0,1 mm u promjeru.)

Ljudska je kosa najsličnija ovčjem runu i po debljini i po prekidnoj čvrstoći. Ne razlikuje se mnogo ni od medvjeđeg krzna. To su najtanje dlake. A koje su dlake najdeblje? Rekord drži žirafa (0,37 mm), a za njom mnogo ne zaostaje divlja svinja (0,23 mm) i mladi slon (0,33 mm). Zašto baš „mladi slon“? Zato jer kod odraslog slona dlaka može biti deblja od milimetra!

Ono što je međutim najzanimljivije u spomenutom radu je da sve dlake nemaju jednaku prekidnu čvrstoću. Kako se može vidjeti iz grafa ovisnosti prekidne čvrstoće o debljini (promjeru) dlake, što je dlaka deblja trebat će manji tlak da je prekine. Najčvršća u tom smislu je dječja dlaka.

No kako bilo da bilo, dlaka je izuzetno čvrst materijal. Njezina se prekidna čvrstoća može usporediti sa čvrstoćom čelika (400 – 900 MPa). Kako je to moguće?

Kakva god bila, kojoj god životinji ili čovjeku pripadala, dlaka je čvrsta zbog keratina. Keratin je protein pa se njegova molekula, kao i molekule drugih proteina, sastoji od lanca uzajamno, peptidnim (amidnim) vezama (–CO–NH–) povezanih molekula aminokiselina. Lanac je smotan u uzvojnicu (α-uzvojnica). Kada se dlaka rasteže, uzvojnica se razmotava – do 1,31 početne dužine – a zatim, pri tlaku od 200 do 260 MPa, lanac od atoma puca. Pri pucanju kidaju su kemijske veze, prije svega peptidne.

Takve strukture, a posebice takve, amidne veze, –CO–NH–, postoje i u umjetnim polimerima. Riječ je o poliamidima, što je drugo (kemijsko) ime za najlon. Napišemo li naime formulu polipeptida, npr. poliglicina, (–NH₂CH₂CO–)_n, i jedne od mnogih vrsta najlona, (–NH₂(CH₂)₆CO–)_n, vidimo da su to slične molekule, pa stoga i slični materijali. Najlon je još sličniji svili, čiji se strukturni protein, fibroin, sastoji uglavnom od glicina. Zato nas ne treba čuditi da je najlon nakon Drugog svjetskog rata zamijenio svilu, prije svega za izradu čarapa („najlonki“), no u modi su bili i drugi odjevni predmeti od tog „prediva iz nafte i ugljena“.

Priča o najlonu pripada prošlosti. Ono što zanima američke znanstvenike pripada budućnosti: kako što bolje upotrebiti keratin. Još su početkom prošloga stoljeća kemičari uspjeli pročistiti keratin i od njega prirediti gel od kojeg su potom napravili, dodavanjem formaldehida, plastičnu masu. Danas se pak keratin koristi u kozmetici i farmaceutskoj industriji. Dobro bi bilo da i mi u Hrvatskoj o tome malo porazmislimo kad ne znamo što da činimo s runom domaćih ovaca, koje je – znanost kaže – jako slično Zlatokosinoj kosi. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda, a danas je urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.