Исследователи обнаружили, что на рисунок сухих пигментов влияют концентрация пигмента и температура сушки. Исследование, опубликованное в журнале Ленгмюра Американского химического общества, показало, что капли краски с более низкой концентрацией пигмента или помещенные на более прохладные поверхности высыхают, как «жареные яйца», в то время как капли с более высокой концентрацией пигмента или высушенные при более высоких температурах выглядят более однородными. Результаты показывают, что, регулируя концентрацию пигмента и температуру сушки, можно контролировать окончательный вид высохшей краски.
Пролитый кофе может оставить темные пятна по краям луж по мере высыхания. Однако, когда краска высыхает, некоторые из них выглядят как «глазунья», где цвет «желтка» окружен ореолом чистого белого цвета, а другие выглядят однородными. Чтобы понять это изменение, исследователи, опубликовавшие статью в журнале ACS Langmuir, наблюдали за процессом высыхания пигмента. Они обнаружили, что концентрация пигмента и температура влияют на гелеобразование и испарение жидкостей, и что эта информация помогает контролировать морфологию сухой краски.
Краска содержит смесь веществ, включая смолы, пигменты, добавки и растворители (например, воду). Из-за сложного состава краски при испарении капель краски возникают различные химические воздействия, иногда приводящие к образованию нежелательных узоров или небольших трещин. Вообще говоря, как художники, так и домашние маляры хотят равномерного и равномерного распределения пигмента после нанесения краски на поверхность. Однако пока неясно, как избежать образования рисунка при высыхании пигментной жидкости. Поэтому Стелла Рамос, Кэтрин Баллентайн и коллеги захотели изучить факторы, влияющие на испарение покрытий на водной основе.
Когда капли краски высыхают, они могут выглядеть как «жареные яйца» (изображение слева, сетка составляет один миллиметр) или в них может наблюдаться более равномерное распределение пигмента (изображение справа). Источник изображения: адаптировано из «Langmuir2023», DOI:10.1021/acs.langmuir.3c01605.
Исследователи приготовили смесь пяти водных акриловых красок и воды, а затем нанесли растворы на нагретые предметные стекла. Когда жидкость испарилась, они проанализировали и сфотографировали осадок и наблюдали три явления:
Первоначально сосуществуют внутренний и внешний поток жидкости: внутренний поток от горячего основания к более холодной вершине капли и внешний поток от капиллярного потока.
В конечном итоге гелеобразование суспензии пигмента увеличивает вязкость и замедляет течение пигмента.
На последнем этапе сушки пигмент фиксируется на поверхности предметного стекла.
Количество пигмента и температура поверхности стекла влияют на размер, форму и рисунок капель сухого пигмента. Исследователи обнаружили, что капли краски с низкой концентрацией пигмента или осажденные на поверхностях, которые имеют самую низкую температуру (86 градусов по Фаренгейту), накапливают в своих центрах красочные молекулы, придавая им вид «жареного яйца». Чем выше концентрация пигмента и чем выше температура, которая может достигать 176 градусов по Фаренгейту, тем более однородным будет рисунок после высыхания и тем более равномерным будет распределение цвета по кругу.
Чтобы контролировать внешний вид сухой краски, отрегулируйте концентрацию пигмента и температуру поверхности в соответствии с желаемым конечным рисунком.