无论你是准备好打造美人鱼造型，还是只是想掩盖你的灰色头发，染发剂都能拯救你。这就是事情变得有点，呃，棘手的地方。
每一个人头发由三层组成:核层、皮层层和角质层。核心，也叫髓质，被一层厚厚的细胞包围，称为皮层(与大脑无关)。大脑皮层中含有赋予头发颜色的色素细胞。这些色素细胞受到角质层的保护，角质层是一系列重叠的细胞，像盔甲一样覆盖在内层。
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临时染发剂附着在角质层外面，然后在下次洗头时脱落。半永久性染料不会那么快地循环排水管，但它仍然可以在大约12次洗发水中被洗掉。它含有足够小的分子，可以在角质层鳞片之间滑动并粘附在皮层上，但它缺乏产生长期变化所需的化学反应。这就是永久性染发剂的用武之地。
永久性染发剂有两个主要成分，一个是短暂地削弱角质层的护甲，另一个是赋予颜色并固定住角质层。结果是新的发色会一直存在，直到被新的取代头发的生长-不然头发就掉了。
永久的两个组成部分染发剂混合在一起，然后立即涂在头发上。其中一种成分是碱性混合物——通常是氨基——可以暂时松弛角质层的鳞片，并含有形成新发色的两种颗粒。另一种成分——典型的过氧化氢碱——能穿透大脑皮层，氧化黑色素分子，使其失去颜色。
在氧化过程中，黑色素的双碳碳电子键被破坏，一个氧原子充满了空间。结果，黑色素会失去颜色，释放出硫磺原子，产生“染发剂”的味道。这其实根本不是染料，而是从头发中释放出来的分子。
此时，头发已经可以接受新的颜色了。当染料留在头发上“处理”大约30分钟时，之前无色的化学物质会发生反应，形成定制的颜色阴影。这种新颜色的色素颗粒适合于松弛的角质层鳞片之间，并穿透皮层，取代你现在没有的发色。当新颜色沉积时，它与染料耦合器反应形成化学伙伴关系，使颜色分子过大而无法逃脱皮层层。
因为永久的颜色被困在每一缕头发里，洗多次也不会褪色。虽然头发的颜色最终会开始变暗，但它不会消失，直到新头发的生长完全取代它。
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