Pasta gigi

Kenapa pasta gigi dan semen mengeras?

Photo by George Becker from Pexels

Coba lihat bagian dalam tutup pasta gigi Anda, dan Anda mungkin melihat residu putih yang keras, versi keras dari pasta halus yang Anda peras ke sikat gigi.

Banyak bahan pasta, juga dikenal sebagai dense colloidal suspensions, menegang seiring waktu. Dinamika struktural, atau perubahan dalam muatan yang dialami material dari waktu ke waktu, ikut bertanggung jawab atas perubahan tersebut, belakangan ini, para ahli menduga bahwa ada lebih banyak hal yang terjadi di dalamnya.

Profesor dan ketua teknik kimia dan biomolekuler University of Delaware Eric Furst dan tim peneliti dari Ecole des Ponts dan University Paris-Est di Prancis telah menemukan proses yang disebut contact-controlled aging yang menjelaskan beberapa perubahan terkait usia dalam bahan pasta.

Mereka menemukan bahwa kontak terbentuk di antara partikel, menstabilkan struktur mikro dari bahan-bahan ini. Kemudian, kontak itu menjadi kaku, meningkatkan kekakuan material.

“Ketika orang berpikir tentang penuaan bahan dan sifat mekanik bahan seiring bertambahnya usia, terutama dalam reologi atau studi tentang bagaimana hal-hal mengalir, mekanisme ini telah dibayangi oleh perubahan dalam organisasi, atau struktur mikro, dari bahan tersebut,” jelas Furst .

Tak hanya temuan baru, mereka juga terbukti bermanfaat. Dengan memahami bagaimana usia material, kita yang menggunakannya dapat merancang cara yang lebih baik untuk memprediksi dan mengurangi perubahan yang tidak diinginkan dalam kinerja material.

Eksperimen ini berhubungan erat dengan kimia permukaan partikel, yang dapat disesuaikan dengan reaksi kimia atau dengan aditif seperti surfaktan dan polimer, dengan sifat material massal.

“Makalah ini memiliki beberapa pengaruh luas karena ada banyak jenis masalah di luar sana di mana jenis kontak penuaan ini mungkin sangat penting,” ucap Furst.

Orang-orang di berbagai industri dapat mengambil manfaat dari memahami proses penuaan bahan jenis ini, yang meliputi semen, tanah liat, tanah, tinta, cat, dan banyak lagi.

Para peneliti menggunakan berbagai metode untuk mengeksplorasi penuaan dalam suspensi silika dan lateks polimer. Eksperimen awal menunjukkan bahwa struktur mikro material tidak berubah seiring waktu. Jika partikel tidak berubah posisi, tim berpikir, maka sesuatu harus terjadi di antara mereka.

Pada percobaan sebelumnya, Furst menggunakan laser tweezers – penggunaan sinar laser terfokus untuk memanipulasi, menekuk, dan memecahkan struktur partikel mikroskopis – yang terbukti merupakan pengaturan eksperimental yang tepat untuk spelunking masalah khusus ini.

Francesco Bonacci, seorang mahasiswa doktoral di Perancis, mengunjungi UD untuk melakukan percobaan laser tweezers dan mempelajari kekakuan ikatan pada bahan silika dan lateks yang sedang diteliti. Eksperimen ini memungkinkan penemuan penuaan kontak.

Eksperimen tambahan menunjukkan sifat umum – bahwa hasilnya mungkin berlaku untuk berbagai macam dense colloidal suspensions.

Bagi Furst, proyek ini adalah contoh kekuatan kolaborasi dengan para ahli di seluruh dunia.

“Ini adalah hasil kolaborasi internasional yang luar biasa,” ucapnya.

Jurnal Referensi:

Francesco Bonacci, Xavier Chateau, Eric M. Furst, Jennifer Fusier, Julie Goyon, Anaël Lemaître. Contact and macroscopic ageing in colloidal suspensionsNature Materials, 2020; DOI: 10.1038/s41563-020-0624-9

Tautan ke artikel asli: Why Toothpaste and Cement Harden Over Time / University of Delaware

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.