▲Photo by Sven Mieke on Unsplash

柔軟剤なしで洗った木綿のタオルが自然乾燥したあとで非常に硬くなる現象を目にしたことがあるのではないだろうか。しかし、そのメカニズムはよくわかっていなかったようだ。

そこで、花王のマテリアルサイエンス研究所と北海道大学低温科学研究所 村田憲一郎助教らの研究グループは、木綿の表面にできる特殊な水である「結合水」の直接観察に世界で初めて成功した。

今回は、原子間力顕微鏡（AFM）およびAFM赤外分光法（AFM-IR）で観察。そこで、木綿表面の結合水が糸を構成する一本一本の細い繊維（単繊維）同士を接着剤のように繋ぎとめることが確かめられたという。こうしたモデルは花王が2011年に提案しており、それが裏付けられた結果となった。

▲水にぬらして自然乾燥したあとの硬くなった木綿の模式図

▲AFM-IRによる木綿表面の結合水を示すスペクトル

この研究から、単繊維間の接着や結合水の粘性が硬化現象や肌触りなどに関連する木綿の力学特性にも深く関わっていることが予想されるという。つまり、衣料用柔軟剤がどのようにその効果を示すのかという、従来までの定説である「摩擦低減」とは異なる新たな視点を与えるそうだ。

さらに、近年盛んに議論されている物質表面の水の構造・機能を理解するための手がかりにもなるとしている。