Un paquet de coton après séchage naturel est devenu rigide comme s'il était collé (à gauche), tandis que celui séché par drainage forcé dans une machine à laver avec agitation physique telle que secouage est resté flexible (à droite). Crédit :J. Surfact Deterg
L'« eau liée » restante sur les surfaces en coton réticule les fibres simples de coton, provoquant un durcissement après séchage naturel, selon une nouvelle étude menée par Kao Corporation et l'Université d'Hokkaido. Cela fournit de nouvelles informations sur les comportements uniques de l'eau sur les surfaces des matériaux et aide les chercheurs à développer de meilleures technologies de nettoyage.
Les serviettes en coton deviennent souvent rigides lorsqu'elles sont lavées sans assouplissant et séchées naturellement, mais le mécanisme derrière cela est resté un mystère. Dans les études précédentes, les groupes de recherche de Kao Corporation ont suggéré l'implication d'eau liée, un type spécial d'eau qui présente des propriétés uniques à la surface des matériaux, pour le durcissement. Le groupe a proposé un modèle théorique dans lequel l'eau liée qui reste à la surface du coton provoque la réticulation entre les fibres individuelles par un processus appelé adhérence capillaire.
Dans la présente étude publiée dans le Journal de chimie physique C , le groupe de recherche rapporte des observations directes de l'eau liée sur les surfaces de coton, fournissant des preuves solides pour le modèle de Kao. Rejoint par Ken-ichiro Murata de l'Université d'Hokkaido, le groupe a utilisé des techniques analytiques spéciales appelées microscopie à force atomique (AFM) et spectroscopie infrarouge basée sur l'AFM (AFM-IR) pour étudier l'eau liée sur les surfaces de coton au niveau moléculaire.
Les observations de l'AFM ont indiqué l'existence d'une substance visqueuse à la surface du coton qui n'est pas de la cellulose, le principal composant du coton. Cette eau liée visqueuse fortement suggérée est présente et provoque une adhérence capillaire - un phénomène dans lequel un liquide pris en sandwich entre des surfaces solides les fait adhérer. Dans les expériences suivantes, les spectres AFM-IR de surfaces de coton séchées naturellement ont montré deux pics qui indiquent l'existence d'eau. D'autre part, aucun pic n'a été observé après avoir complètement éliminé l'eau sur la surface du coton. Par ailleurs, les spectres, montrant deux pics clairs, a suggéré que l'eau liée prend deux états différents à l'interface air-eau et à l'interface eau-coton, respectivement.
L'eau liée sur une surface de coton réticule les fibres individuelles par adhérence capillaire. Crédit :J. Phys. Chem. C
"Les expériences ont clarifié que l'eau liée est évidente sur les surfaces de coton et contribue à certaines propriétés dynamiques telles que la rigidité médiée par l'adhérence capillaire. En outre, l'eau liée elle-même manifestait un état de liaison hydrogène unique différent de celui de l'eau ordinaire, " a déclaré Ken-ichiro Murata de l'Université d'Hokkaido. Takako Igarashi de Kao Corporation a ajouté, "On a pensé que les assouplissants réduisent la friction entre les fibres de coton. Cependant, nos résultats montrant l'implication de l'eau liée dans le durcissement du coton fournissent de nouvelles informations sur le fonctionnement des assouplissants textiles et peuvent nous aider à développer de meilleurs agents, formulations et systèmes."
Les spectres AFM-IR montrant deux pics clairs, suggérant que l'eau liée prend deux états différents à l'interface air-eau et à l'interface eau-coton, respectivement. Crédit :J. Phys. Chem. C
