Интересная химия: почему бумагу легче порвать, когда она мокрая
Химическая структура бумаги под воздействием воды меняется, и эксперты объяснили, как это происходит.
Наверное, у каждого были случаи в жизни, когда обычную воду, чай или кофе вы проливали на бумагу. Или же пытались вытереть со стола влагу с помощью салфеток. В этом случае бумага становилась хрупкой и ее можно было очень легко разорвать. Но почему бумагу так легко порвать, когда она мокрая? Об этом пишет Live Science.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
По словам Шарлотты Скотт-Паркер, эксперта по производству бумаги из Великобритании, все дело в химической структуре бумаги. Ведь она являет собой скопление целлюлозных волокон, которые скреплены друг с другом. Эти волокна соединяются с помощью неровностей на отдельных нитях целлюлозы, но они к тому же связаны между собой водородными связями. Это одно из самых главных взаимодействий в химии.
Некоторые молекулы подобно магниту с разными зарядами, притягиваются друг к другу разными концами и это удерживает их вместе. Такой тип взаимодействия, то водородные связи, присущ молекулам, где кислород связан с водородом, в частности это касается воды. Так получилось, что нити целлюлозы покрыты кислородно-водородными выпуклостями, которые удерживают их вместе.
Для того, чтобы порвать сухую бумагу, нужно приложить усилие, чтобы нарушить молекулярные связи. Но, когда бумага мокрая, то эти связи сами нарушаются, волокна теряют прочность и потому такую бумагу легче порвать.
По словам Скотт-Паркер, вода разрушает важные водородные связи, которые удерживают вместе волокна целлюлозы. Поскольку у воды есть кислородно-водородная связь, то она создает собственные водородные связи с целлюлозой и таким образом блокирует связывание волокон. Поэтому для разрыва влажной бумаги почти не нужно прикладывать усилий.
Но бумага бывает разная: одна намного прочнее, другая наоборот создана для того, чтобы ее легче было порвать, например, туалетная бумага. Хотя целлюлозное волокно в этих видах бумаги почти одинаковое, но каждый из этих видов реагирует на воду по-разному. И все зависит от разных добавок.
При производстве бумаги, чтобы повысить ее прочность используют разные вещества, например, картофельный крахмал. Это вещество придает бумаге большую прочность. Но на самом деле, даже самая прочная бумага может пострадать от влияния влаги. То же картофельный крахмал растворяется в воде, и если ее слишком много, то бумага потеряет со временем свою прочность, говорит Скотт-Паркер.
Если говорить о прочных материалах, то как уже писал Фокус, ученым удалось увеличить прочность такого строительного материала, как бетон, с помощью обычной кофейной гущи. Ученые считают, что таким образом можно получить не только новый строительный материал, но и решить некоторые проблемы экологии.