Uno studio recente ha esaminato il motivo per cui il tasso di evaporazione dell’acqua o di altri solventi in una soluzione polimerica, come la vernice, può essere indipendente dall’umidità ambiente. Gli esperimenti hanno dimostrato che mentre l’acqua evapora dalla vernice, le molecole polimeriche vengono spinte verso la superficie, formando uno strato denso che rallenta l’evaporazione proteggendo la vernice dall’umidità. Questo fenomeno potrebbe avere implicazioni anche per altre situazioni, come ad esempio l’evaporazione delle goccioline di virus respiratori che contengono polimeri ad alto peso molecolare.
Un team di ricercatori dell’Università di Edimburgo ha testato l’ipotesi di un ingegnere chimico francese secondo cui l’evaporazione indipendente dall’umidità non richiede una risposta attiva, ma si verifica ogni volta che il solvente evapora da una soluzione di grandi molecole. Per testare questa ipotesi, il team ha utilizzato una soluzione polimerica semplice e non biologica e ha misurato i tassi di evaporazione a diversi livelli di umidità.
L’apparecchiatura utilizzata consisteva in un serbatoio cilindrico di plastica con fori forati nelle pareti, riempiti con la soluzione polimerica. Sui fori sono stati attaccati tubi capillari di vetro, estesi orizzontalmente lontano dal serbatoio. Per garantire che l’evaporazione avvenisse alle estremità dei tubi, è stato aggiunto uno strato di olio sulla superficie della soluzione. Il serbatoio è stato quindi posizionato su una bilancia all’interno di una scatola a umidità controllata.
I risultati degli esperimenti hanno confermato l’ipotesi di Salmon, dimostrando che l’evaporazione rimane costante per circa tre ore, ma poi diminuisce man mano che si forma uno strato polimerico in superficie. Tuttavia, l’evaporazione costante nella fase iniziale non diminuisce con l’aumentare dell’umidità, e dopo le prime tre ore, il tasso di evaporazione diminuisce solo fino all’80 percento di umidità, al di sopra del quale diminuisce ulteriormente.
L’analisi al microscopio ha rivelato che la soluzione forma uno strato aggiuntivo di pelle gelatinosa che riduce ulteriormente la capacità delle molecole d’acqua di raggiungere la superficie. Questo strato aggiuntivo non era stato previsto dall’ipotesi originale di Salmon.
In conclusione, lo studio ha dimostrato che l’evaporazione indipendente dall’umidità può avere implicazioni significative non solo per l’asciugatura della vernice, ma anche per altri processi come l’evaporazione delle goccioline di virus respiratori. Queste scoperte potrebbero contribuire a una migliore comprensione di come i polimeri ad alto peso molecolare interagiscono con l’umidità e potrebbero avere applicazioni pratiche in diversi settori. Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Links:
