毛は生物学的重合体である。乾燥重量の90％以上はケラチンと呼ばれるタンパク質で構成されている。通常の状態では、ヒトの毛は約10％の水を含んでおり、その性質を顕著に変えている。毛のタンパク質はアミノ酸システインからのジスルフィド結合によって互いに結びついている。これらの結合は非常に頑強で、例えばほとんど傷の無い毛が古代エジプトの墓から再生されている。毛の異なる部分は、固い組織から軟らかい組織まで、異なるシステインのレベルを持っている。
構造的には、毛は内部の皮質、紡錘状の細胞、およびキューティクルと呼ばれる外部の覆いから構成されている。それぞれの皮質細胞の中には、繊維の軸に平行に走っている多くの微小細胞があり、微小繊維の間は基質と呼ばれる軟らかい組織がある。それらは毛包から成長する。
キューティクルは、毛の機械的強度の大部分の原因となる。それらは鱗状の層から構成されている。ヒトの毛は通常6〜8層のキューティクルから構成される。羊毛は一つの層から、他の動物の毛はさらに多くの層から構成される。
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