花王公司與北海道大學進行的一項新研究表明，棉表面上殘留的“束縛水”(bound water)可以讓棉的單根纖維交叉結合，這使得棉製品自然晾乾後會變硬。該發現為我們瞭解水在材料表面的特殊表現提供了新思路，更可以為發展清潔技術提供新思路。
若清洗時沒有柔順劑，且經過自然晾乾的棉質毛巾常會變得很硬，這是一個常見的生活現象，但其背後的作用機制卻一直是個謎。在先前的研究中，花王公司的研究團隊認為束縛水是讓毛巾變硬的原因，束縛水是一種特殊的存在於材料表面的特殊性質的水。該團隊提出了一種理論模型，認為殘留在棉花表面的束縛水通過一種叫做毛細粘附的現象，引起了單纖維之間的交叉結合。
發表在The Journay of Physical Chemistry C上的一篇最新研究中，研究人員發表了對棉花表面束縛水的直接觀察結果，為花王公司提出的模型進行了佐證。北海道大學的Kenichiro Murata參與了這一研究。他們採用了原子力顯微鏡(AFM)與基於原子力顯微鏡的紅外光譜(AFM-IR)的特殊分析技術，以從分子水平分析棉花表面的束縛水。
原子力顯微鏡的觀察結果表明，在棉花表面存在著一種非纖維素的粘性物質，而纖維素是棉花的主要成分。這一結果有力地表明此處存在著粘性束縛水，從而引起了毛細粘附現象。在光譜實驗中，自然乾燥的棉花表面出現了兩個峰值，更是證明了束縛水的存在。而在完全去除棉花表面的水分後，未觀察到峰值。除此之外，光譜還表明束縛水在空氣-水交界處、水-棉花交界處分別表現出了不同的狀態。
Kenichiro Murata說：“實驗表明，棉花表面很明顯存在著束縛水，束縛水幫助形成了特定的動態性質，例如毛細粘附造成的乾硬效果。除此之外，束縛水本身還表現出不同於普通水的獨特氫鍵結合狀態。”花王公司的Takako Igarash補充說：“過去人們認為，柔順劑之所以發生作用是因為減少了棉纖維之間的摩擦。但我們的研究結果表明束縛水參與了棉花的硬化過程，這讓我們更好地理解柔順劑的工作原理，可以幫助我們更好地研究柔順劑的配方和系統。”
本文譯自 eurekalert，由譯者 南弗勒斯 基於創作共用協議(BY-NC)發佈。
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