花王公司與北海道大學(xué)進(jìn)行的一項(xiàng)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(jié)合，這使得棉制品自然晾干后會(huì)變硬。該發(fā)現(xiàn)為我們了解水在材料表面的特殊表現(xiàn)提供了新思路，更可以為發(fā)展清潔技術(shù)提供新思路。

　　若清洗時(shí)沒(méi)有柔順劑，且經(jīng)過(guò)自然晾干的棉質(zhì)毛巾常會(huì)變得很硬，這是一個(gè)常見(jiàn)的生活現(xiàn)象，但其背后的作用機(jī)制卻一直是個(gè)謎。在先前的研究中，花王公司的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為束縛水是讓毛巾變硬的原因，束縛水是一種特殊的存在于材料表面的特殊性質(zhì)的水。該團(tuán)隊(duì)提出了一種理論模型，認(rèn)為殘留在棉花表面的束縛水通過(guò)一種叫做毛細(xì)粘附的現(xiàn)象，引起了單纖維之間的交叉結(jié)合。

　　發(fā)表在The Journay of Physical Chemistry C上的一篇最新研究中，研究人員發(fā)表了對(duì)棉花表面束縛水的直接觀察結(jié)果，為花王公司提出的模型進(jìn)行了佐證。北海道大學(xué)的Kenichiro Murata參與了這一研究。他們采用了原子力顯微鏡(AFM)與基于原子力顯微鏡的紅外光譜(AFM-IR)的特殊分析技術(shù)，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(jié)果表明，在棉花表面存在著一種非纖維素的粘性物質(zhì)，而纖維素是棉花的主要成分。這一結(jié)果有力地表明此處存在著粘性束縛水，從而引起了毛細(xì)粘附現(xiàn)象。在光譜實(shí)驗(yàn)中，自然干燥的棉花表面出現(xiàn)了兩個(gè)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后，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(xiàn)出了不同的狀態(tài)。

　　Kenichiro Murata說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)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(dòng)態(tài)性質(zhì)，例如毛細(xì)粘附造成的干硬效果。除此之外，束縛水本身還表現(xiàn)出不同于普通水的獨(dú)特氫鍵結(jié)合狀態(tài)。”花王公司的Takako Igarash補(bǔ)充說(shuō)：“過(guò)去人們認(rèn)為，柔順劑之所以發(fā)生作用是因?yàn)闇p少了棉纖維之間的摩擦。但我們的研究結(jié)果表明束縛水參與了棉花的硬化過(guò)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(tǒng)。”