Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойХимияУченые наблюдали, как сохнет краска: загадочные узоры раскрывают мир движения и тайн

Ученые наблюдали, как сохнет краска: загадочные узоры раскрывают мир движения и тайн

- Advertisement -

Исследователи обнаружили, что на рисунок высохшей краски влияют концентрация пигмента и температура, при которой она высыхает. Исследование в ACS’ Ленгмюр обнаружили, что капли с меньшим количеством пигмента или помещенные на более прохладные поверхности при высыхании напоминали «яичницу», в то время как капли с большим количеством пигмента или высушенные при более высоких температурах выглядели более однородными. Результаты показывают, что, регулируя концентрацию пигмента и температуру сушки, можно контролировать конечный вид высохшей краски.

На характер высыхания краски влияют концентрация пигмента и температура сушки, при этом корректировка этих факторов позволяет контролировать окончательный вид краски.

Пролитый кофе после высыхания оставляет после себя темное пятно по краю лужи. Но когда капли краски высыхают, некоторые из них становятся похожими на «яичницу» с цветными «желтками», окруженными девственно-белыми ореолами, тогда как другие кажутся однородными. Чтобы понять эту изменчивость, исследователи, сообщающие в ACS’ Ленгмюр буквально смотрел, как сохнет краска. Они обнаружили, что концентрация пигмента и температура влияют на то, как жидкость гелеобразует и испаряется, и эта информация может помочь контролировать узоры на высохшей краске.

Краска содержит смесь веществ, включая смолы, пигменты, добавки и растворитель, например воду. Из-за сложного состава краски при испарении капель краски происходят различные химические взаимодействия, что иногда может привести к образованию нежелательных узоров или небольших трещин. Как правило, художники и домашние маляры хотят равномерного распределения пигмента после нанесения краски на поверхность. Но не совсем понятно, как избежать образования узоров при высыхании жидкости. Итак, Стелла Рамос, Кэтрин Барентин и их коллеги хотели изучить факторы, влияющие на испарение краски на водной основе.

Сушка рисунков краски

Когда капли краски высыхают, они могут выглядеть как «жареные яйца» (изображение слева, масштабная линейка — один миллиметр) или иметь более равномерное распределение пигмента (изображение справа). Авторы и права: адаптировано из Langmuir 2023, DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c01605.

Исследователи приготовили пять смесей акриловой краски на водной основе и воды, а затем нанесли растворы на нагретые предметные стекла. По мере испарения жидкости они анализировали и фотографировали отложения и наблюдали три явления:

  • Первоначально существовали противоборствующие потоки жидкости внутрь и наружу: поток внутрь от горячей подложки к более холодной вершине капли и вытягивание наружу капиллярного потока.
  • В конце концов, гелеобразование суспензии краски увеличило вязкость и замедлило движение пигмента.
  • На последнем этапе сушки пигменты зафиксировались на поверхности предметного стекла.

И количество пигмента, и температура поверхности стекла повлияли на размер, форму и рисунок высохших капель краски. Исследователи увидели, что капли с более низкой концентрацией пигмента откладываются на поверхности с самой низкой температурой (86 градусов). Фаренгейт накапливали разноцветные молекулы в центре, придавая им вид «жареного яйца». Благодаря большему количеству пигмента и более высоким температурам (до 176 градусов по Фаренгейту) высушенный рисунок был более однородным и имел равномерное распределение цвета по всему кругу.

Исследователи говорят, что для контроля внешнего вида высохшей краски можно регулировать концентрацию пигмента и температуру поверхности в зависимости от желаемого окончательного рисунка.

Ссылка: «Высыхающие капли суспензии краски: от «жареных яиц» до квазиоднородных узоров» Стеллы М.М. Рамос, Дэмьена Субейрана, Реми Фулкрана и Катрин Барентен, 14 сентября 2023 г., Ленгмюр.
DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c01605.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме