La restante "acqua legata" sulle superfici di cotone reticola le singole fibre di cotone, provocando indurimento dopo l'essiccazione naturale, secondo un nuovo studio condotto da Kao Corporation e Hokkaido University. Ciò fornisce nuove informazioni sui comportamenti unici dell'acqua sulle superfici dei materiali e aiuta i ricercatori a sviluppare migliori tecnologie di pulizia.

Gli asciugamani in cotone spesso diventano rigidi se lavati senza ammorbidente e asciugati naturalmente, ma il meccanismo dietro è rimasto un mistero. Negli studi precedenti, i gruppi di ricerca della Kao Corporation hanno suggerito il coinvolgimento dell'acqua legata, un tipo speciale di acqua che presenta proprietà uniche sulla superficie dei materiali, per l'indurimento. Il gruppo ha proposto un modello teorico in cui l'acqua legata che rimane sulla superficie del cotone provoca la reticolazione tra le singole fibre attraverso un processo chiamato adesione capillare.

Nell'attuale studio pubblicato su Journal of Physical Chemistry C , il gruppo di ricerca riporta osservazioni dirette dell'acqua legata su superfici di cotone, fornendo una forte evidenza per il modello di Kao. Insieme a Ken-ichiro Murata dell'Università di Hokkaido, il gruppo ha impiegato tecniche analitiche speciali chiamate microscopia a forza atomica (AFM) e spettroscopia infrarossa basata su AFM (AFM-IR) per studiare l'acqua legata sulle superfici del cotone a livello molecolare.

Le osservazioni dell'AFM hanno indicato l'esistenza di una sostanza viscosa sulla superficie del cotone che non è cellulosa, il principale componente del cotone. Questa acqua fortemente viscosa legata è presente e causa un'adesione capillare, un fenomeno in cui il liquido inserito tra superfici solide le fa aderire. Nei seguenti esperimenti, gli spettri AFM-IR delle superfici di cotone essiccate naturalmente hanno mostrato due picchi che indicano l'esistenza dell'acqua. D'altra parte, non sono stati osservati picchi dopo aver rimosso completamente l'acqua sulla superficie del cotone. Per di più, gli spettri, mostrando due picchi chiari, ha suggerito che l'acqua legata assume due stati diversi all'interfaccia aria-acqua e all'interfaccia acqua-cotone, rispettivamente.

"Gli esperimenti hanno chiarito che l'acqua legata è evidente sulle superfici del cotone e contribuisce a determinate proprietà dinamiche come la rigidità mediata dall'adesione capillare. Inoltre, l'acqua legata stessa manifestava uno stato di legame idrogeno unico diverso da quello dell'acqua ordinaria, ", ha affermato Ken-ichiro Murata dell'Università di Hokkaido. Takako Igarashi della Kao Corporation ha aggiunto, "Si è pensato che gli ammorbidenti riducano l'attrito tra le fibre di cotone. Tuttavia, i nostri risultati che mostrano il coinvolgimento dell'acqua legata nell'indurimento del cotone forniscono nuove informazioni su come funzionano gli ammorbidenti e possono aiutarci a sviluppare agenti migliori, formulazioni e sistemi”.