Um feixe de algodão após a secagem natural tornou-se rígido como se tivesse colado (à esquerda), enquanto o que foi seco por drenagem forçada em máquina de lavar junto com agitação física, como sacudidela, permaneceu flexível (direita). Crédito:J. Surfact Deterg
A "água ligada" restante nas superfícies de algodão reticula fibras individuais de algodão, causando endurecimento após a secagem natural, de acordo com um novo estudo conduzido pela Kao Corporation e Hokkaido University. Isso fornece uma nova visão sobre os comportamentos únicos da água nas superfícies dos materiais e ajuda os pesquisadores a desenvolver melhores tecnologias de limpeza.
As toalhas de algodão muitas vezes ficam rígidas quando lavadas sem amaciante de roupas e secas naturalmente, mas o mecanismo por trás disso permanece um mistério. Em estudos anteriores, os grupos de pesquisa da Kao Corporation sugeriram o envolvimento de água ligada - um tipo especial de água que exibe propriedades únicas na superfície dos materiais - para o endurecimento. O grupo propôs um modelo teórico no qual a água ligada que permanece na superfície do algodão causa reticulação entre fibras individuais por meio de um processo denominado adesão capilar.
No atual estudo publicado no Journal of Physical Chemistry C , o grupo de pesquisa relata observações diretas da água acumulada em superfícies de algodão, fornecendo fortes evidências para o modelo de Kao. Acompanhado por Ken-ichiro Murata da Universidade de Hokkaido, o grupo empregou técnicas analíticas especiais chamadas microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia infravermelha baseada em AFM (AFM-IR) para investigar a água ligada em superfícies de algodão no nível molecular.
As observações do AFM indicaram a existência de uma substância viscosa na superfície do algodão que não é celulose, o principal componente do algodão. Essa água viscosa ligada fortemente sugerida está presente e causando adesão capilar - um fenômeno no qual o líquido imprensado entre as superfícies sólidas faz com que elas adiram. Nos experimentos a seguir, os espectros AFM-IR de superfícies de algodão secas naturalmente mostraram dois picos que indicam a existência de água. Por outro lado, nenhum pico foi observado após a remoção completa da água na superfície do algodão. Além disso, o espectro, mostrando dois picos claros, sugeriu que a água ligada assume dois estados diferentes na interface ar-água e na interface água-algodão, respectivamente.
Água ligada em uma superfície de algodão reticula fibras individuais por meio de adesão capilar. Crédito:J. Phys. Chem. C
"Os experimentos esclareceram que a água ligada é evidente em superfícies de algodão e contribui para certas propriedades dinâmicas, como rigidez mediada pela adesão capilar. a própria água ligada manifestou um estado único de ligação de hidrogênio diferente daquele da água comum, "disse Ken-ichiro Murata da Universidade de Hokkaido. Takako Igarashi da Kao Corporation acrescentou, “Tem-se pensado que amaciantes reduzem o atrito entre as fibras de algodão. nossos resultados, mostrando o envolvimento de água ligada no endurecimento do algodão, fornecem uma nova visão sobre como funcionam os amaciantes de roupas e podem nos ajudar a desenvolver agentes melhores, formulações e sistemas. "
Os espectros AFM-IR mostrando dois picos claros, sugerindo que a água ligada assume dois estados diferentes na interface ar-água e na interface água-algodão, respectivamente. Crédito:J. Phys. Chem. C
