Pamuk havlular doğal kurutma sonrası neden sertleşir?

Kao Corporation ve Hokkaido Üniversitesi tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, pamuklu yüzeyler üzerinde kalan bağlı su, tek pamuklu lifleri çapraz bağlayarak doğal kuruduktan sonra sertleşmeye neden oluyor. Bu olay malzeme yüzeylerindeki benzersiz su davranışlarına yeni bir bakış açısı kazandırıyor ve araştırmacıların daha iyi temizlik teknolojileri geliştirmelerine yardımcı oluyor.

Pamuklu havlular, yumuşatıcı olmadan yıkandığında ve doğal olarak kurutulduğunda genellikle sertleşir. Fakat arkasındaki mekanizma bir gizem olarak kaldı. Grup, pamuk yüzeyinde kalan bağlı su, kılcal yapışma adı verilen bir işlemle tek lifler arasında çapraz bağlanmaya neden olduğu ile ilgili teorik bir model önerdi.

Journal of Physical Chemistry C dergisinde yayınlanan çalışmada araştırma ekibi bağlı suyun pamuk yüzeyleri üzerindeki doğrudan gözlemlerini rapor ederek Kao’nun modeline güçlü kanıtlar sunmaktadır. Hokkaido Üniversitesi’nden Ken-ichiro Murata tarafından bir araya getirilen grup, moleküler düzeyde pamuklu yüzeylerdeki bağlı suyu araştırmak için atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) ve AFM bazlı kızılötesi spektroskopisi (AFM-IR) adı verilen özel analitik teknikler kullandı.

AFM gözlemleri, pamuk yüzeyinde pamuğun ana bileşeni olan selüloz olmayan yapışkan bir maddenin bulunduğunu gösterdi. Burada viskoz bağlı su bulunur ve katı yüzeyler arasında sıkışan sıvının yapışmasına neden olan bir olgu olan kılcal yapışmaya neden olur. Aşağıdaki deneylerde, doğal olarak kurutulmuş pamuklu yüzeylerin AFM-IR spektrumları, suyun varlığını gösteren iki tepe noktası gösterilmiştir. Öte yandan, pamuk yüzeyindeki suyu tamamen çıkardıktan sonra pik görülmemiştir. Ayrıca, iki berrak pik gösteren spektrumlar, bağlı suyun sırasıyla hava-su arayüzünde ve su-pamuk arayüzünde iki farklı durum aldığını ileri sürdü.

Ken-ichiro, “Deneyler, bağlı suyun pamuklu yüzeylerde belirgin olduğunu ve kılcal yapışmanın aracılık ettiği sertlik gibi bazı dinamik özelliklere katkıda bulunduğunu açıklığa kavuşturdu.” dedi ve Hokkaido Üniversitesi’nden Murata. Kao Corporation’dan Takako Igarashi ekledi, “Kumaş yumuşatıcıların pamuk lifleri arasındaki sürtünmeyi azalttığı düşünülmektedir. Bununla birlikte, bağlı suyun pamuğun sertleşmesine katılımını gösteren sonuçlarımız, kumaş yumuşatıcıların nasıl çalıştığına dair yeni bir fikir vermektedir ve daha iyi gelişmemize yardımcı olabilir.”

Kaynak

https://phys.org/news/2020-03-cotton-towel-stiff-natural.html

İleri okuma: Takako Igarashi et al. Direct Observation of Bound Water on Cotton Surfaces by Atomic Force Microscopy and Atomic Force Microscopy–Infrared Spectroscopy, The Journal of Physical Chemistry C (2020). DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c00423