為什麼棉毛巾在自然乾燥後會變硬？

• 2020 年 3 月 29 日
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3月28日，據外媒報道，日本北海道大學發表在《Journal of Physical Chemistry C》上的一項新研究表明，棉花表面殘留的“結合水”會使棉花的單根纖維交聯，導致自然乾燥後變硬。

棉毛巾在沒有織物柔軟劑的情況下洗滌並自然乾燥後，通常會變得僵硬，但其背後的機理仍然是個謎。北海道大學的小組提出了一個理論模型，在這個模型中，留在棉花表面的結合水通過一種稱為毛細粘附的過程，在單根纖維之間引起交聯。

研究小組通過採用原子力顯微鏡（AFM）和基於AFM的紅外光譜（AFM-IR）的特殊分析技術，從分子水平上研究棉花表面的結合水。

原子力顯微鏡觀察表明，在棉花表面存在一種不是纖維素的粘性物質，而纖維素是棉花的主要成分。這表明毛巾表面存在粘性結合水，並導致毛細粘附。

在接下來的實驗中，自然乾燥的棉花表面的AFM-IR光譜顯示出兩個表明水存在的峰值。另一方面，完全去除棉織物表面的水分後，沒有觀察到峰值。此外，光譜顯示出兩個清晰的峰，表明結合水在“空氣-水介面”和“水-棉介面”分別呈現兩種不同的狀態。

北海道大學的村田健一郎Ken ichiro Murata說：“實驗闡明了結合水在棉花表面上是明顯的，並且有助於某些動態特性，如由毛細粘附現象介導的硬度。此外，結合水本身也表現出不同於普通水的獨特氫鍵狀態，這為了解材料表面特殊的水行為提供了新的見解，並幫助研究人員開發更好的清潔技術。