هل تساءلت يوما.. لماذا يتمزق الورق بسهولة أكبر

كتبت- أميرة حلمي

إذا سبق لك أن سكبت مشروبًا على الأوراق الموجودة على مكتبك أو وضعت منديل العشاء الخاص بك عن طريق الخطأ على سطح رطب، فأنت تعرف مدى تمزق الورق بسهولة عندما يكون مبللاً.

حتى أصغر قطرة ماء تُضعف الورقة إلى الأبد، ولكن لماذا يكون تمزيق الورق أسهل بكثير عندما يكون مبللاً؟ الجواب يعود إلى التركيب الكيميائي للورقة.

ونقلت مجلة "لايف ساينس" الأمريكية عن شارلوت سكوت باركر، أخصائية البحث والتطوير في شركة James Cropper Paper Mill في المملكة المتحدة قولها بأن "الورق هو مجرد ألياف السليلوز -جزيئات البوليمر الطبيعية من الخشب- المنسوجة حول بعضها البعض لتشكل ورقة، وداخل ورقة عادية تتشابك هذه الألياف مع بعضها البعض من خلال مخالفات صغيرة تشبه الخطاف على خيوط السليلوز الفردية، ولكنها أيضًا مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينة".

وبحسب "لايف ساينس"، تعتبر الروابط الهيدروجينية من أهم التفاعلات في الكيمياء؛ بدونها لا يمكن أن توجد الحياة، وبعضها يمكن أن تتصرف مثل المغناطيس، حيث يكون أحد طرفيها موجبًا والآخر سلبيًا بشكل ضعبف، كما هو الحال مع المغناطيس الحقيقي، تتجاذب الأضداد، وبالتالي فإن الطرف الموجب لجزيء واحد ينجذب نحو السالب لجزيء آخر مجاور، وهذا الجذب يربط الاثنين معًا.

الجزيئات التي تحتوي على الأكسجين المرتبط بالهيدروجين -بما في ذلك الماء، H2O- معرضة بشكل خاص لهذا النوع من التفاعل، المعروف باسم الترابط الهيدروجيني.

ويحدث أن بوليمر السليلوز، وهو شريط من الوحدات الكيميائية المتكررة، مغطى بمقابض الأكسجين والهيدروجين على طول الألياف بالكامل.

ويقول ماركو كولاري، زميل البحث والتطوير في شركة Kemira، وهي شركة كيماويات لب الورق والورق في فنلندا: "عندما تمزق قطعة من الورق الجاف، فإنك تحتاج فقط إلى التغلب على جميع القوى بين الجزيئات، والاحتكاك، وتشابكات الألياف، أما إذا جعلته رطبًا، فإن مصفوفة الألياف تنتفخ؛ وتبدأ في الانفصال وفقدان قوتها، لذا يصبح من السهل تمزيقها".

وقالت سكوت باركر: على المستوى الكيميائي، فإن الماء يعطل الروابط الهيدروجينية الحيوية التي تربط ألياف السليلوز معًا، ونظرًا لأن الماء يحتوي أيضًا على رابطة الأكسجين والهيدروجين المهمة للغاية، فإنه يبدأ في تكوين روابط هيدروجينية خاصة به مع السليلوز، ما يمنع الألياف الأخرى من الارتباط، مع تفاعلات أقل بين بوليمرات السليلوز الفردية، يصبح من الأسهل فصل الألياف، وبالتالي هناك حاجة إلى قوة أقل لتمزيق الورق.

ولكن ليست كل الأوراق متساوية، غير إن ألياف السليلوز متطابقة تقريبا في جميع المنتجات الورقية، ولكنها مختلفة ومتنوعة في خصائصها".

وأضافت أن الطريقة التي تستجيب بها هذه الدرجات المختلفة للماء تعود إلى الإضافات التي يتم تضمينها أثناء عملية صناعة الورق.

وتتمتع صناعة الورق بعدد لا يحصى من الحيل الكيميائية لتعزيز خصائص المنتجات الورقية، ومن أهم الميزات التي يركز عليها المصنعون هي القوة.

وقال كولاري: "إذا كنت تريد مادة قوية مثل صندوق التغليف، فنحن بحاجة إلى تقوية مصفوفة الألياف، ونستخدم بذلك إضافات ذات قوة جافة مثل نشا البطاطس. يتم وضع طبقة من هذا المركب الطبيعي على سطح الورقة على شكل هلام وتشكل حاجزًا مقوى حول ألياف السليلوز المتشابكة عند تجفيفها. يعمل سطح النشا القوي هذا كسقالات ويمنح الورق دفعة كبيرة من القوة".

لكن حتى الورق المقوى ليس محصنًا ضد التأثيرات الضارة للرطوبة، إذ يقول كولاري: "يذوب النشا في الماء، لذا إذا تعرض للبلل، فإنك تفقد تلك القوة الإضافية مرة أخرى بسرعة كبيرة".

اقرا أيضا: