Udało się dokładniej wyjaśnić, jak z tkanin usuwane są zabrudzenia. Okazało się, że płukanie w czystej wodzie nie tylko usuwa z tkaniny mydło czy inny środek piorący, ale także tworzy gradient stężeń detergentu, który „wyciąga” cząstki brudu z tkaniny – informuje „Physical Review Applied”.

Sangwoo Shin i jego zajmujący się dynamika płynów koledzy z University of Hawaii w Manoa zbadali dokładnie mechanizm usuwania cząstek brudu z tkanin.

Wchodzące w skład proszków czy płynów do prania środki powierzchniowo czynne (detergenty) wiążą się z cząsteczkami brudu i ułatwiają ich usunięcie z tkaniny. Jednak to zjawisko nie wyjaśnia, w jaki sposób usuwane są cząsteczki obecne głęboko w porach, pomiędzy włóknami tkaniny. Dociera tam bowiem tylko jedna tysięczna przepływającej wody.

Usunięcie brudu, który wniknął głęboko, powinno wymagać długotrwałego płukania - ale tak nie jest.

Chcąc dokładnie zbadać zjawisko, Shin i jego koledzy wyżłobili w polimerze mikrokanały o szerokości około 50 mikrometrów. Aby zasymulować obecność brudu, kanaliki te wypełnione zostały symulującymi obecność brudu maleńkimi kuleczkami z fluorescencyjnego polistyrenu w roztworze mydła.

Przepływ wody z mydłem nad mikrokanałami usunął jedynie kuleczki w pobliżu ich ujścia. Natomiast czysta woda bez mydła mniej więcej po 10 minutach usunęła większość kuleczek, nawet tych, które wniknęły głęboko w pory.

Jak się okazało, czysta woda tworzy gradient koncentracji środka powierzchniowo czynnego od dna kanału do jego ujścia. Dzięki niejednorodnemu rozmieszczeniu jonów powstaje pole elektryczne, które wprawia w ruch cząstki brudu związane z cząsteczkami mydła. Cząstki w głębi kanału (wysoka koncentracja) są przyciągane do regionu o niskiej koncentracji u wylotu kanału.

Zjawisko to wyjaśnia mechanizm usuwania nawet zabrudzeń, które wniknęły głęboko.