Kleine wasjes grote wasjes

br />
Wassen doen we al sinds het derde millennium voor Christus, zo blijkt uit een Soemerisch kleitablet uit die tijd, waarop het verbruik van zeep staat vermeld. Ondanks die eeuwenoude praktijkervaringen zijn onderzoekers er nog niet over uit welk proces specifiek vuil uit textiel verwijdert.

Was in de wasmachine wordt schoon door zeep, de krachten op het textiel (door het draaien van de machine), de juiste temperatuur, water en tijd. Zeepmoleculen zijn aan de ene kant waterminnend (hydrofiel) en aan de andere kant waterhatend (hydrofoob). Dankzij die structuur gaan ze om het vuildeeltje zitten. De hydrofiele kant komt aan de buitenkant en op deze manier verlaagt de oppervlaktespanning tussen het vuil en water, waardoor het vuildeeltje gemakkelijker in oplossing gaat en de was schoon wordt.

,,Tot nu toe dachten onderzoekers dat er geen vloeistofbeweging is aan het grensvlak tussen de allerkleinste poriën van de kleding en het vuildeeltje”, vertelt Timmerman, promovendus bij de sectie fysische chemie van de faculteit der Technische Natuurwetenschappen. ,,Het vuil zou uiteindelijk loslaten en verdwijnen uit het textiel door diffusie. Maar als je dit narekent blijkt dat een wasje draaien met die veronderstelling uren duurt en dat is niet zo.”

Convectie

Timmerman ontdekte dat convectie, het transport van de vloeistof- en vuildeeltjes door stroming, belangrijker is voor het reinigen van textiel dan diffusie, dat gebaseerd is op moleculaire bewegingen. Stroming langs het grensvlak veroorzaakt ophopingen van zeepmoleculen achter vuildeeltjes. Dit is de drijvende kracht voor het wegduwen van het vuil ,,Critici waren het daar niet mee eens. Onderzoekers veronderstelden dat onder dit soort omstandigheden het water stilstaat aan de wand van de textielporie, de zogenaamde no-slip-condities”, legt Timmerman uit.

Ze ging aan de slag om te bewijzen dat haar aanname klopte. Door een plastic membraan met poriën even groot als die in textiel, perste ze zeepoplossingen en mat met welke snelheid dat gebeurde. Als haar veronderstelling klopte, zou er meer vloeistof door het membraan moeten gaan dan te verwachten op basis van de no-slip-conditie. ,,En inderdaad dit gold voor de stroming van zeepoplossingen door het membraan, en daardoor ook in textielporiën.”

Timmermans nieuwe wasmodel leidt waarschijnlijk tot nieuwe wasmiddelen die de wastijd verkorten, zij het voor andere doeleinden. ,,Het wasmiddel zoals wij dat kennen is al behoorlijk uitontwikkeld”, aldus Timmerman.

Volgens bestaande wastheorieën kan de was niet binnen een uur klaar zijn. Op dit raadsel baseerde ir. Annemoon Timmerman haar promotieonderzoek en loste het op: de stroming door de kledingvezels blijkt anders te verlopen dan altijd werd gedacht.

Wassen doen we al sinds het derde millennium voor Christus, zo blijkt uit een Soemerisch kleitablet uit die tijd, waarop het verbruik van zeep staat vermeld. Ondanks die eeuwenoude praktijkervaringen zijn onderzoekers er nog niet over uit welk proces specifiek vuil uit textiel verwijdert.

Was in de wasmachine wordt schoon door zeep, de krachten op het textiel (door het draaien van de machine), de juiste temperatuur, water en tijd. Zeepmoleculen zijn aan de ene kant waterminnend (hydrofiel) en aan de andere kant waterhatend (hydrofoob). Dankzij die structuur gaan ze om het vuildeeltje zitten. De hydrofiele kant komt aan de buitenkant en op deze manier verlaagt de oppervlaktespanning tussen het vuil en water, waardoor het vuildeeltje gemakkelijker in oplossing gaat en de was schoon wordt.

,,Tot nu toe dachten onderzoekers dat er geen vloeistofbeweging is aan het grensvlak tussen de allerkleinste poriën van de kleding en het vuildeeltje”, vertelt Timmerman, promovendus bij de sectie fysische chemie van de faculteit der Technische Natuurwetenschappen. ,,Het vuil zou uiteindelijk loslaten en verdwijnen uit het textiel door diffusie. Maar als je dit narekent blijkt dat een wasje draaien met die veronderstelling uren duurt en dat is niet zo.”

Convectie

Timmerman ontdekte dat convectie, het transport van de vloeistof- en vuildeeltjes door stroming, belangrijker is voor het reinigen van textiel dan diffusie, dat gebaseerd is op moleculaire bewegingen. Stroming langs het grensvlak veroorzaakt ophopingen van zeepmoleculen achter vuildeeltjes. Dit is de drijvende kracht voor het wegduwen van het vuil ,,Critici waren het daar niet mee eens. Onderzoekers veronderstelden dat onder dit soort omstandigheden het water stilstaat aan de wand van de textielporie, de zogenaamde no-slip-condities”, legt Timmerman uit.

Ze ging aan de slag om te bewijzen dat haar aanname klopte. Door een plastic membraan met poriën even groot als die in textiel, perste ze zeepoplossingen en mat met welke snelheid dat gebeurde. Als haar veronderstelling klopte, zou er meer vloeistof door het membraan moeten gaan dan te verwachten op basis van de no-slip-conditie. ,,En inderdaad dit gold voor de stroming van zeepoplossingen door het membraan, en daardoor ook in textielporiën.”

Timmermans nieuwe wasmodel leidt waarschijnlijk tot nieuwe wasmiddelen die de wastijd verkorten, zij het voor andere doeleinden. ,,Het wasmiddel zoals wij dat kennen is al behoorlijk uitontwikkeld”, aldus Timmerman.