ماشین لباسشویی چگونه کوچکترین کثیفی ها را هم تمیز می‌کند؟ +ویدیو
گروهی از دانشمندان اخیرا به دنبال حل این معمای بزرگ بودند: پس قسمت های کوچک و لبه داری که مواد شوینده نمی توانند به آنجا راه پیدا کند چه می شوند؟ ما می دانیم که آن قسمت ها هم به طریقی تمیز می شوند، اما چگونه؟
شاید تا به الان فکر می کردید که نحوه ی شستن لباس ها توسط ماشین لباسشویی امری ساده و بدیهی می باشد: لباس ها کثیف می شوند، آن ها را درون ماشین می اندازیم، مواد شوینده ی جادویی را اضافه می کنیم و در آخر لباس های تمیز و درخشان را از ماشین تحویل می گیریم! اما مساله به همین سادگی نمی باشد. گروهی از دانشمندان اخیرا به دنبال حل این معمای بزرگ بودند: پس قسمت های کوچک و لبه داری که مواد شوینده نمی توانند به آنجا راه پیدا کند چه می شوند؟ ما می دانیم که آن قسمت ها هم به طریقی تمیز می شوند، اما چگونه؟ تحقیقی که اخیرا انجام گرفته است این موضوع را روشن می کند. ادامه ی این مطلب را در نت نوشت بخوانید و مطمئن باشید که دیگر هیچ وقت فرایند شستن لباس را دست کم نخواهید گرفت!
رختشویی کثیف!
Sangwoo Shin و Patrick B. Warren و Howard A. Stone از دانشگاه هاوایی در Manoa این مساله را “راز هسته ی راکد” می نامند. موضوع این است: مواد شوینده شامل سورفکتانت ها می باشند که ذرات روغن را احاطه کرده و دفع می کنند تا آب بتواند آن ها را بشورد و ببرد. همین سورفکتانت ها قدرت نفوذ ماده ی شوینده در لکه ها را فراهم می کنند. مشکل اینجاست که پاک کننده ها فقط می توانند به عمق نفوذ کنند: آب کف دار می تواند تا بین نخ های یک تی شرت را تمیز کند، اما اثر آن بر حفره های بین فیبرهای کوچک که هر نخ را می سازند کمتر می باشد. اگر ذرات بسیار ریز کثیفی در بین این فیبرها وجود داشته باشد، هیچ راهی وجود ندارد که پاک کننده بتواند به آن ها دست یابد، درحالی که می دانیم این ذرات بسیار ریز هم در طی شستشو از بین می روند.
Shin علاوه بر این که مجذوب مطالعه در فرایند رختشویی است، یک مهندس مکانیک هم هست که مطالعاتش را در زمینه ی diffusiophoresis منتشر کرده است: اساسا، چطور یک ذره به سمت افزایش یا کاهش غلظت یک ماده ی شیمیایی مهاجرت می کند. اگر آن ماده ی شیمیایی از مولکول های باردار ساخته شده باشد، تفاوت در غلظت در واقع یک میدان الکتریکی را تشکیل می دهد که ذرات در آن جابجا می شوند. این تحقیقات Shin که اخیرا صورت گرفته اند، به او کمک کرد تا از این پدیده در بحث رختشویی و رسیدن ذرات به منافذ بن بست یک لباس هم کمک بگیرد.
یک لحظه صبر کنید! خب پارچه ی کتان پر از منافذ بن بست می باشد. به جای رساندن ذرات به این منافذ بسته، بهتر نیست که با توجه به همان پدیده ای که در بالا گفتیم، کمک کنیم که ذرات موجود در این منافذ بسته از جایشان خارج شوند؟ با طرح این سوال Shin و گروهش کار را آغاز کردند.
درست آب کشی کنید!
تیم تحقیقاتی کار خود را با کانال های مایع کوچکی که متصل به یک سری از این منافذ بن بست بودند و هر کدام از این منافذ فقط ۵۰ میکرومتر عرض داشتند آغاز کرد. این اندازه کوچک تر از نصف قطر موی انسان است. سپس این منافذ را با ذرات چرک مصنوعی پر کردند. پس از آن، محققان مواد پاک کننده را همراه با آب به درون این کانال ها فرستادند. همانطور که انتظار داشتند، مواد پاک کننده وارد کانال شدند، اما هیچ کاری در جهت خارج کردن کثیفی ها از درون منافذ انجام ندادند. پس از آن محققان شروع به آب کشیدن پارچه کردند. این بار آب تازه که وارد کانال ها می شد همه چیز را تغییر داد و ذرات کثیفی شروع به بیرون آمدن از منافذ کردند. پس از حدود ۱۰ دقیقه آب کشی، تمامی منافذ خالی از چرک شده بودند.
محققان همین آزمایش را بر روی پارچه ی کتان چرک دار انجام دادند. هر دو نمونه ی پارچه در ویدیوی زیر با مواد شوینده پاک شده اند. در سمت چپ، پارچه با آب تازه آب کشیده شده است و در سمت راست، پارچه با آب دارای مواد پاک کننده آب کشیده شده است. تفاوت بین این دو کاملا واضح می باشد.
این تفاوت به خاطر این است که وقتی ماده ی پاک کننده و مولکول های باردار سورفکتانت آن، در سیکل شستشو در فرایند آب کشی، از غلظت بالا به غلظت پایین می روند، یک میدان الکتریکی میکروسکوپی در آنجا ایجاد می شود. شاید فکر کنید که پاک کننده ها به تنهایی موجب تمیز شدن پارچه می شوند، اما بدون قدرت جادویی سیکل آب کشی، پاک کننده ها قادر به انجام هیچ کاری نخواهند بود.
تحقیقات گروه از این هم فراتر رفت، تا جایی که Shin و تیمش کشف کردند که در این پدیده لزوما نیازی نیست تا آب جابجا شود، این بدین معنی است که سازندگان ماشین های لباس شویی نیاز ندارند تا چندین سیکل شستشو برای دستگاهشان برنامه ریزی کنند.
Shin در مصاحبه با مجله ی Cosmos گفت: “این تحقیقات نشان می دهند که می توان از آب برای مدت ۲۰ دقیقه در فرایند شستشو استفاده کرد، بدون اینکه نیاز باشد آب جدیدی را جایگزین کنیم. این مساله باعث کاهش چشمگیر مصرف آب می شود.” تصور کنید: مطالعه ای که در ابتدا خیلی عجیب و غریب به نظر می آمد، در انتها موجب کمک به حفظ منابع آبی برای بشر شد. قدرت علم همین است!
منبع: curiosity.com
پوران ریاضی پور
۱۷ اردیبهشت ۱۳۹۷ at ۵:۵۳
بسیار عالی. با توجه به بحران آب امید است تولیدکنندگان حداقل در تولید ماشین های لباسشویی به این نکته مهم توجه کنند.