Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Japończycy rozwiązali zagadkę twardnienia bawełnianych ręczników podczas naturalnego suszenia

Rekomendowane odpowiedzi

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.

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.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opracowali nowy rodzaj bawełny, która samooczyszcza się pod wpływem światła słonecznego. Wygląda więc na to, że kiedy w przyszłości pobrudzimy się na dworze, nie trzeba nawet będzie zdejmować ubrania, bo po upływie niezbyt długiego czasu wszystko (brud i bakterie) samo zniknie. Słowo pranie zmieni znaczenie, bo spodnie, bluzy i swetry nie będą trafiać do wody, ale od razu na sznurki.
      Mingce Long i Deyong Wu, których artykuł ukazał się w piśmie Applied Materials & Interfaces, tłumaczą, że czyszczenie bawełny za pomocą światła widzialnego jest możliwe dzięki zastosowaniu powłoki z kompozytu tlenku tytanu(IV) modyfikowanego azotem (N-TiO2) oraz jodku srebra (AgI).
      Właściwości fizyczne wynalazku przetestowano za pomocą wielu różnych metod, w tym rentgenografii strukturalnej, mikroskopii skaningowej czy rentgenowskiej spektrometrii fotoelektronów XPS. Funkcjonowanie fotokatalityczne materiału (azot był materiałem domieszkującym indukującym fotokatalizę w świetle widzialnym) sprawdzano za pomocą oranżu metylowego.
      Znaczną poprawę właściwości fotokatalitycznych tkaniny AgI–N–TiO2, w porównaniu do bawełny powlekanej tylko tlenkiem tytanu(IV), można przypisać efektowi synergistycznemu AgI oraz N-TiO2 (akademicy tłumaczą, że na styku półprzewodników dochodzi do separacji par elektron-dziura). Aktywność fotokatalityczna bawełny AgI–N–TiO2 utrzymuje się po kilku cyklach "naświetlania". Co więcej, powłoka wytrzymuje zwykłe pranie i suszenie.
      Za pomocą rentgenografii strukturalnej przed i po reakcji ustalono, że jodek srebra jest stabilnym elementem kompozytu. Duet naukowców podkreśla, że już wcześniej wychodzono z propozycjami samoczyszczących się bawełn, ale zawsze wymagało to wystawienia na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego. Long i Wu powlekali tkaninę nanocząstkami kompozytu AgI–N–TiO2. Zademonstrowali, że na słońcu materiał usuwa oranż metylowy.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Już wkrótce niewygodne kombinezony ochronne czy odkażanie po opuszczeniu obfitującego w bakterie czy niebezpieczne związki chemiczne rejonu mogą zastąpić ubrania z samoczyszczącej się bawełny. By tak się stało, wystarczy je wystawić na oddziaływanie światła.
      Nowa tkanina może znaleźć zastosowanie w odzieży ochronnej dla pracowników służby zdrowia, przetwórstwa spożywczego czy rolników, a także personelu wojskowego – wyjaśnia Ning Liu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
      Liu zaimpregnowała bawełnianą tkaninę kwasem 2-antrachinonokarboksylowym (ang. 2-anthraquinone carboxylic acid, 2-AQC). Tworzy on mocne wiązania z wchodzącą w skład bawełny celulozą, dlatego w odróżnieniu od obecnie stosowanych samoczyszczących czynników, trudno go zmyć lub sprać. Co ważne, nie dochodzi do zmiany właściwości tkaniny (wcześniej się to nie udawało).
      Po ekspozycji 2-AQC na światło powstają reaktywne formy tlenu, np. rodnik wodorotlenowy (in. hydroksylowy, •OH) czy nadtlenek wodoru (H2O2), które zabijają bakterie i rozkładają związki organiczne, takie jak pestycydy.
      Naukowcy podkreślają, że choć 2-AQC jest stosunkowo drogi, istnieją tańsze zastępniki.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Bawełna zaimpregnowana srebrnymi nanoprzewodami i węglowymi nanorurkami to nowy pomysł na uzyskanie prostego i bardzo skutecznego przenośnego urządzenia do uzdatniania wody.
      Yi Cui z Uniwersytetu Stanforda tłumaczy, że wystarczy zanurzyć kawałek bawełny w roztworze z nanorurkami i nanieść pipetą krople ze srebrnymi przewodzikami, a potem grawitacja i słaby prąd elektryczny zrobią już swoje. Badanie pod skaningowym mikroskopem elektronowym ujawniło, że węglowe nanorurki przylegają do pojedynczych włókien, a nieco od nich cięższe srebrne kabelki tworzą pomiędzy nimi charakterystyczną siatkę. Nanocząstki sprawiają, że tkanina może przewodzić prąd. Prowadzi to do uszkodzenia błon komórkowych bakterii, poza tym srebro również działa sterylizująco.
      Gdy amerykański zespół przelał przez tak przygotowany materiał wodę zanieczyszczoną Escherichia coli, wyginęło 89% z nich. Po trzech przecedzeniach pozbywano się 98% bakterii. Cui i pozostali sprawdzili skuteczność swojego wynalazku na innych mikroorganizmach, ustalili też, że srebrne nanoprzewody nie wypłukują się do wody. Specjaliści podkreślają, że bawełniane rozwiązanie przyda się nie tylko w procesie odkażania wody, ale także w różnych gałęziach przemysłu, gdzie tworzenie biofilmu (ang. biofouling) przynosi wymierne straty.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Czy można sobie wyhodować ekologiczne opakowanie? Okazuje się, że tak. Wystarczy odrobina rolniczych odpadów, grzybnia i odpowiednia forma.
      Mycobond to nowy materiał kompozytowy, w którego skład wchodzą m.in. łuski ryżu i gryki czy włókna drzewne, oraz grzybnia. Odpady stanowią dla grzybów pożywkę. By opakowanie miało odpowiedni kształt, całość należy umieścić w przygotowanej na zamówienie plastikowej formie. Wymagane są również zaciemnienie oraz temperatura pokojowa. Autorzy opisywanego rozwiązania, studenci Rensselaer Polytechnic Institute Gavin McIntyre i Eben Bayer, wyjaśniają, że aby wyprodukować ich materiał, zużywa się zaledwie 1/8 energii potrzebnej przy wytwarzaniu tradycyjnej pianki (np. ekspandowanej pianki polistyrenowej), a emisja dwutlenku węgla stanowi 1/10 generowanych zwykle ilości. Panowie skupili się na dostępnych regionalnie produktach ubocznych. Wg nich, w Chinach czy Teksasie biopudełka powstawać będą głównie z odpadów bawełnianych, podczas gdy w Hiszpanii czy Wirginii ludzie spożytkują raczej łuski soi i ryżu.
      Grzybowych opakowań nie sterylizuje się suchym gorącym powietrzem, lecz olejkami: cynamonowym, tymiankowym, z oregano i trawy cytrynowej. Amerykanie śmieją się, że przez to w hali produkcyjnej pachnie jak w kuchni podczas pieczenia pizzy. Proces biologicznej dezynfekcji naśladuje naturę, wykorzystując związki chemiczne, które u roślin wyewoluowały przed setkami lat, by zahamować wzrost mikrobiologiczny – tłumaczy McIntyre.
      Po uzupełnieniu procesu olejkiem z kory cynamonowca cejlońskiego autorzy metody mają nadzieję, że będzie można centrom dystrybucji czy klientom detalicznym udostępniać zestawy do produkcji ekologicznych materiałów opakowaniowych na własną rękę.
      Przed 3 laty McIntyre i Bayer założyli firmę Ecovative Design, która ma im pomóc w komercjalizacji w pełni biodegradowalnego produktu o nazwie handlowej EcoCradle. Ze względu na dużą wytrzymałość materiał doskonale nadaje się do zabezpieczania ciężkich obiektów, można w nim też z powodzeniem przechowywać żywność. Po dostarczeniu pod drzwi odbiorcy pudełko rozłoży się w przydomowym kompostowniku lub w mulczu uprawy konserwującej. Nic złego się też nie stanie, gdy opakowanie wyrzucimy w całości na klomb czy trawnik – w końcu to nie plastik ani papier...
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Texas A&M University uzyskali nasiona bawełny pozbawione toksycznego gossypolu. Uważają, dzięki nim będzie można wyżywić miliony głodujących ludzi.
      W nasionach bawełny występuje dużo białka (22%). Nie dało się go jednak wykorzystać, ponieważ gossypol, pigment chroniący gospodarza przed insektami i zwierzętami roślinożernymi, może uszkadzać wątrobę i serce, prowadząc do niebezpiecznie niskiego poziomu potasu we krwi. Ze związkiem tym radzi sobie jedynie bydło, dysponujące 4 żołądkami, w których dochodzi do jego stopniowego rozłożenia.
      Posłużyliśmy się inżynierią genetyczną, by wyciszyć gen, który nakazuje nasionom, by wytwarzały gossypol – wyjaśnia dr Keerti Rathore. Uzyskane w ten sposób nasiona mogą być spożywane zarówno przez ludzi, jak i kury czy świnie. Wg Amerykanów, w ciągu 10 lat zostaną one wykorzystane w batonikach proteinowych, koktajlach, chlebach i ciastkach. Już teraz na świecie uprawia się tyle bawełny, że dzięki niej rocznie można by wykarmić 500 mln ludzi. Rośnie ona głównie w krajach Trzeciego Świata. Tamtejsi rolnicy na pewno będą zadowoleni, wykorzystując z bawełny praktycznie wszystko, co się da: włókna na tkaniny, a nasiona jako pokarm. Jądra nasion mają orzechowy smak, warto je więc podawać po podprażeniu w wersji solonej.
      Pozbawioną gossypolu bawełnę wyhodowano po raz pierwszy w latach 50. Wtedy całkowicie wyłączono gen odpowiadający za wytwarzanie tej substancji, ale uprawy były całkowicie niszczone przez szkodniki. Dr Rathore znalazł sposób, by zablokować produkcję pigmentu wyłącznie w nasionach. Rośliny wyhodowane w tym roku na polach testowych Texas A&M University charakteryzowały się stabilnym wzrostem oraz bezpiecznym stężeniem gossypolu w nasionach. W przyszłości trzeba będzie sprawdzić, jak mają się sprawy z innymi odmianami bawełny oraz spełnić wszystkie wymogi formalnoprawne, by zarejestrować technikę.
      Olej z nasion bawełny jest od dawna wykorzystywany przy produkcji majonezów czy sosów sałatkowych. Teraz będzie można spożytkować wyrzucane dotąd jądra. Niewykluczone, że sporządzona z nich miazga stanie się dodatkiem do mąki pszennej i kukurydzianej, dzięki czemu staną się one bogatsze w białko.
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...