Uprane bez płynu zmiękczającego bawełniane ręczniki, które naturalnie wyschną, twardnieją. Dotąd nie było wiadomo, czemu się tak dzieje, ale japońscy naukowcy z Kao Corporation i Uniwersytetu Hokkaido uważają, że rozwiązali tę zagadkę.

W ramach wcześniejszych badań grupy badawcze z Kao Corporation sugerowały, że chodzi o związaną wodę. Woda związana to ta część wody, która jest stosunkowo trwale połączona z „produktem”. Znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczonych/zawieszonych i ma zmniejszoną aktywność.

Wiązka bawełny po naturalnym suszeniu stała się sztywna, jakby przyklejona (po lewej), natomiast ta po wysuszeniu przez wymuszony drenaż w pralce wraz z fizycznym poruszeniem, takim jak wstrząsanie, pozostała elastyczna (po prawej). (J. Surfact Deterg (2016), 19, 183)

Japończycy przedstawili model teoretyczny, w którym woda związana pozostająca na powierzchni bawełny prowadzi do sieciowania pojedynczych włókien na drodze adhezji kapilarnej.

W najnowszym badaniu, którego wyniki ukazały się w Journal of Physical Chemistry C, akademicy donieśli o bezpośrednich obserwacjach wody związanej na powierzchniach bawełnianych. W ten sposób zapewnili silne dowody na potwierdzenie modelu Kao Corporation.

 

Ekipa, której skład uzupełnił Ken-ichiro Murata z Uniwersytetu Hokkaido, zastosowała mikroskop sił atomowych oraz spektroskopię w podczerwieni połączoną z mikroskopią sił atomowych (AFM-IR). Dzięki temu można było badać wodę związaną na powierzchniach bawełnianych na poziomie molekularnym.

Obserwacje AFM wskazywały na istnienie na powierzchni lepkiej substancji, która nie jest celulozą, głównym składnikiem bawełny. To stanowiło zaś wskazówkę, że występuje tam woda związana, powodująca adhezję kapilarną.

W dalszych eksperymentach widma AFM-IR naturalnie wysuszonych powierzchni bawełnianych wykazały dwa charakterystyczne piki. Gdy wodę usunięto, piki te całkowicie znikały. Widma z dwoma pikami sugerują, że woda związana przybiera dwa różne stany na granicy faz powietrze-woda i woda-bawełna. Na granicy faz powietrze-woda pod wpływem powietrza i oddziaływań hydrofobowych następuje wzmocnienie wiązań wodorowych między cząsteczkami wody, a na granicy włókien bawełnianych i wody obserwuje się wiązanie z grupami hydroksylowymi, -OH, celulozy.

Eksperymenty pokazały, że woda związana jest obecna na powierzchniach bawełnianych i przyczynia się do pewnych właściwości dynamicznych, takich jak sztywność pośredniczona przez adhezję kapilarną. Sądzono, że środki zmiękczające do tkanin zmniejszają tarcie między włóknami bawełny. Nasze wyniki wskazujące na udział wody związanej w twardnieniu tkanin zapewniają jednak nowy wgląd w działanie tych produktów. To z kolei pozwala nam opracować lepsze czynniki, formuły i systemy – podsumowuje Murata.

 

 

ŹródłoEurekAlert!, https://www.eurasiareview.com/27032020-why-does-your-cotton-towel-get-stiff-after-natural-drying/, https://www.asiaresearchnews.com/content/why-does-your-cotton-towel-get-stiff-after-natural-drying

 

 

0 0 vote
Article Rating