Цікава хімія: чому папір легше порвати, коли він мокрий

Напевно, у кожного були випадки в житті, коли звичайну воду, чай чи каву ви проливали на папір або ж намагалися витерти зі столу вологу за допомогою серветок. У цьому випадку папір ставав крихким, і його можна було дуже легко розірвати. Але чому папір так легко порвати, коли він мокрий? Про це пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами Шарлотти Скотт-Паркер, експертки з виробництва паперу з Великої Британії, вся справа в хімічній структурі паперу. Адже він є скупченням целюлозних волокон, які скріплені одне з одним. Ці волокна з'єднуються за допомогою нерівностей на окремих нитках целюлози, але вони до того ж пов'язані між собою водневими зв'язками. Це одна з найголовніших взаємодій у хімії.

Деякі молекули, подібно до магніту з різними зарядами, притягуються одна до одної різними кінцями, і це утримує їх разом. Такий тип взаємодії, водневі зв'язки, притаманний молекулам, де кисень пов'язаний із воднем, зокрема це стосується води. Так вийшло, що нитки целюлози вкриті киснево-водневими опуклостями, які утримують їх разом.

Для того, щоб порвати сухий папір, потрібно докласти зусилля, щоб порушити молекулярні зв'язки. Але коли папір мокрий, то ці зв'язки самі порушуються, волокна втрачають міцність, і тому такий папір легше порвати.

За словами Скотт-Паркер, вода руйнує важливі водневі зв'язки, які утримують разом волокна целюлози. Оскільки у води є киснево-водневий зв'язок, то вона створює власні водневі зв'язки з целюлозою і так блокує зв'язування волокон. Тому для розриву вологого паперу майже не потрібно докладати зусиль.

Але папір буває різний: один набагато міцніший, інший, навпаки, створений для того, щоб його легше було порвати, наприклад, туалетний папір. Хоча целюлозне волокно в цих видах паперу майже однакове, але кожен із цих видів реагує на воду по-різному. І все залежить від різних добавок.

Під час виробництва паперу, щоб підвищити його міцність, використовують різні речовини, наприклад, картопляний крохмаль. Ця речовина надає паперу більшої міцності. Але насправді навіть найміцніший папір може постраждати від впливу вологи. Той самий картопляний крохмаль розчиняється у воді, і якщо її надто багато, то папір втратить із часом свою міцність, каже Скотт-Паркер.

Якщо говорити про міцні матеріали, то, як уже писав Фокус, ученим вдалося збільшити міцність такого будівельного матеріалу, як бетон за допомогою звичайної кавової гущі. Вчені вважають, що так можна отримати не тільки новий будівельний матеріал, а й вирішити деякі проблеми екології.