Para este experimento necesitaremos: papel, unas tijeras y un recipiente con agua.
En el experimento de esta semana vamos a enseñarte cómo hacer flores de papel. Solo hay que coger unas tijeras, recortar el papel con la forma deseada, y listo. Fácil, ¿verdad? Pero le vamos a añadir un elemento especial: cómo hacer que cobren vida. El secreto, cómo no, está en el agua.
Una vez que hemos creado las flores de papel, doblamos los extremos (lo que serían sus pétalos) y las ponemos sobre el agua con el que hemos llenado nuestro recipiente. Veremos cómo poco a poco ¡empiezan a abrirse y florecer!
El secreto, como explicamos en el vídeo, se encuentra en la composición del papel y la reacción ante el agua. Las fibras de celulosa y lignina procedentes de la madera y que componen el papel retienen parte del agua del recipiente, lo que provoca que nuestras flores de papel se empiecen a hinchar y abrir… como si fuesen de verdad. ¡Prueba a realizar el experimento tú también!
Y, si te atreves a ir un paso más allá, te proponemos un caso opuesto: descubre en este experimento científico cómo hacer para que el papel no se moje.
Capacidad de retención de agua: cómo lo hacen las fibras de celulosa
La capacidad de retención de agua, o alto valor de retención de agua, se menciona a menudo como una propiedad clave de las fibrillas de celulosa, como en ese experimento de flores de papel. Cuando se dispersa en agua, las fibrillas atrapan el agua entre ellas y no la liberan fácilmente. Como consecuencia, incluso una concentración bastante baja de MFC en el agua tiene un aspecto similar a un gel, ya que el agua no puede fluir libremente. ¿Qué hay detrás de esto? Intentemos averiguarlo.
Gran superficie y gran cantidad de grupos hidroxilo
Las fibrillas de celulosa tienen una gran superficie que permite unir mucha agua a las fibrillas. Esta gran superficie proviene del proceso de fibrilación en el que la materia prima, una especie de fibras de celulosa, se rompe en fibrillas cada vez más delgadas. Al mismo tiempo, crece la superficie.
Es un desafío medir el área de superficie con precisión, pero se ha estimado en 100-200 m2 / g, lo que significa que 1 g de fibrillas de celulosa tiene la misma superficie que una casa de tres habitaciones. todo cubierto de moléculas de agua.
Otra razón importante de la alta capacidad de retención de agua son las interacciones especiales que tiene la superficie de la fibrilla de celulosa con el agua. Las fibras se componen principalmente de celulosa y la cadena de celulosa tiene muchos grupos hidroxilo (OH). Estos grupos OH forman fuertes enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua y las mantienen unidas a la superficie de las fibrillas.
No absorbente
Aunque las fibrillas de celulosa son excelentes para la retención de agua, no son absorbentes. En otras palabras, después del secado, MFC no absorbe la misma cantidad de agua. El secado reduce la superficie de la fibrilla y cambia su carácter superficial de forma permanente.
Este cambio se llama hornificación y ocurre en todas las superficies celulósicas. La hornificación de las fibras de la pulpa fue descrita por primera vez en la década de 1940 por G. Jayme y ha sido estudiada de manera bastante extensa. Por ejemplo, se ha demostrado que ciertos polímeros pueden mejorar la redispersión de las fibras de celulosa secas. Si desea saber más sobre la base científica, un resumen de Fernandes Diniz y sus colegas es un buen punto de partida.
Por cierto, la hornificación es un proceso importante, ya que facilita otro carácter clave de las fibrillas de celulosa; la excelente capacidad de formación de película.
