ทำไมกระดาษเปียกน้ำจึงฉีกขาดได้ง่าย ๆ

.
 
.
เอกสารสำคัญอย่าให้โดนน้ำ © Getty Images
.
.

กระดาษจะอ่อนแอ/ยุ่ยลงอย่างมาก
เมื่อเปียกน้ำเพราะโครงสร้างทางเคมี
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พันธะไฮโดรเจน

ถ้าทำเครื่องดื่มหกลงบนเอกสารบนโต๊ะ
หรือเผลอวางกระดาษโดนน้ำบนโต๊ะ
กระดาษที่บอบบางจะอ่อนยวบลงเมื่อเปียกน้ำ
แม้แต่หยดน้ำที่เล็กที่สุดก็ดูเหมือนว่า
จะทำให้แผ่นกระดาษนั้นอ่อนแอลงไป

ทำไมกระดาษถึงฉีกง่ายมากเมื่อเปียกน้ำ

คำตอบอยู่ที่โครงสร้างทางเคมีของกระดาษ

“ หัวใจสำคัญของกระดาษ คือ
เส้นใยเซลลูโลส ที่เป็น
โมเลกุลโพลีเมอร์ ธรรมชาติจากไม้
ถักทอรอบ ๆ กันเป็นแผ่น
ภายในแผ่นกระดาษ
เส้นใยเหล่านี้จะเชื่อมต่อกัน
ผ่านความผิดปกติเล็ก ๆ น้อย ๆ
คล้ายกับตะขอ บนเซลลูโลสแต่ละเส้น
แต่พวกมันยังถูกพันธะระหว่างกัน
ด้วยพันธะไฮโดรเจนด้วย

พันธะไฮโดรเจนเป็นหนึ่งใน
ปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญที่สุดในวิชาเคมี 
หากไม่มีพันธะไฮโดรเจน  ชีวิตก็อยู่ไม่ได้

พันธะเคมีบางชนิด
อาจมีพฤติกรรมเหมือนแม่เหล็ก
โดยที่ปลายด้านหนึ่งเป็นค่าบวกเล็กน้อย
และปลายอีกด้านเป็นค่าลบเล็กน้อย
เช่นเดียวกับแม่เหล็กจริง
ขั้วตรงข้ามกันจะดึงดูดกัน
ดังนั้นปลายด้านบวกของโมเลกุลหนึ่ง
จึงถูกดึงไปยังปลายด้านลบของโมเลกุล
อีกโมเลกุลที่อยู่ใกล้ ๆ กัน
และการดึงดูดนี้จะยึดทั้งสองไว้ด้วยกัน

โมเลกุลที่มีพันธะออกซิเจนกับไฮโดรเจน 
รวมถึงน้ำ H2O มีแนวโน้มที่จะเกิด
ปฏิกิริยาประเภทนี้เป็นพิเศษ 
ซึ่งเรียกว่าพันธะไฮโดรเจน 
และมันก็เกิดขึ้นที่เซลลูโลสโพลีเมอร์ 
ซึ่งเป็นหน่วยทางเคมีที่ทำซ้ำ ๆ
ถูกปกคลุมไปด้วยการจับ
ออกซิเจน-ไฮโดรเจน
ตลอดความยาวของเส้นใย "
Charlotte Scott-Parker
ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา
ที่ James Cropper Paper Mill อังกฤษ
ให้สัมภาษณ์กับ Livescinece
.
.
.

.
โครงสร้างทางเคมีของโพลีเมอร์เซลลูโลส
ซึ่งหุ้มด้วยด้านจับออกซิเจน-ไฮโดรเจน
©  Shutterstock
.
.


" เมื่อคุณฉีกกระดาษแห้ง โดยพื้นฐานแล้ว
คุณเพียงแค่ต้องเอาชนะแรงระหว่างโมเลกุล
แรงเสียดทาน และการพันกันของเส้นใย

แต่ถ้าคุณทำให้กระดาษเปียก
เมทริกซ์ของไฟเบอร์จะฟู
เส้นใยจะเริ่มหลุดออก
และเริ่มสูญเสียความแข็งแรง
ดังนั้นกระดาษจึงฉีกขาดง่ายกว่า "
Marko Kolari นักวิจัยและพัฒนา
ที่ Kemira บริษัทเคมีภัณฑ์สำหรับ
เยื่อและกระดาษในฟินแลนด์
ให้สัมภาษณ์กับ WordsSideKick.com 

" ในระดับเคมี น้ำจะไปรบกวนพันธะไฮโดรเจน
ที่สำคัญ ที่ยึดเส้นใยเซลลูโลสไว้ด้วยกัน
เพราะน้ำยังมีพันธะออกซิเจน-ไฮโดรเจน
น้ำจึงเริ่มสร้างพันธะไฮโดรเจนของตัวเอง
กับเซลลูโลส เพื่อปิดกั้นเส้นใยอื่น ๆ ไม่ให้จับกัน
ด้วยปฏิสัมพันธ์ที่น้อยลงระหว่าง
โพลีเมอร์เซลลูโลสแต่ละตัว
การแยกเส้นใยจึงทำได้ง่ายขึ้น
ดังนั้นการใช้แรงในการฉีกกระดาษจึงน้อยลง "
Charlotte Scott-Parker ให้ข้อมูลเพิ่มเติม

" แต่ไม่ใช่ว่ากระดาษทั้งหมด
จะถูกสร้างขึ้นมาเหมือนกันหมด
ลองนึกถึงผลิตภัณฑ์กระดาษทั้งหมด
ที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้ เช่น กระดาษเช็ดต่าง ๆ
กระดาษชำระ หนังสือพิมพ์ กระดาษแข็ง ฯลฯ

เส้นใยเซลลูโลสเกือบจะเหมือนกัน
ในผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทั้งหมด
แต่ถึงกระนั้นก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน
และหลากหลายชนิด แบบ สีต่างกันมาก
วิธีการ/เกรดต่าง ๆ ของกระดาษเหล่านี้
จะตอบสนองต่อน้ำหรือไม่นั้น
ขึ้นอยู่กับสารเติมแต่งพิเศษที่รวมอยู่
ในกระบวนการผลิตกระดาษ

อุตสาหกรรมกระดาษมีเทคนิคทางเคมีมากมาย
ในการเพิ่มคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์กระดาษ 
และหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดในการผลิต
ที่มุ่งเน้นอย่างมากคือ ความแข็งแกร่ง

หากต้องการวัสดุ(กระดาษ)ที่แข็งแรง เช่น
กล่องบรรจุภัณฑ์ จะต้องเสริมความแข็งแกร่ง
ให้กับเมทริกซ์ของไฟเบอร์ และทำเช่นนี้ได้
โดยใช้สารเติมแต่งที่มีความแข็งแรงแบบแห้ง เช่น แป้งมันฝรั่ง
ชั้นของสารประกอบธรรมชาตินี้
จะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของกระดาษในรูปเจล
และจะสร้างเกราะป้องกันที่แข็งแกร่ง
รอบเส้นใยเซลลูโลสที่ถักทอเมื่อแห้ง
พื้นผิวแป้งที่แข็งแรงนี้ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง
ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับกระดาษอย่างแรง

แต่กระดาษแข็งที่แข็งแกร่ง
ก็ไม่อาจต้านทานความเสียหายจากความชื้นได้
เพราะ แป้งละลายในน้ำ
ดังนั้น ถ้ามันเปียกชื้น  มันจะสูญเสียพลังงาน
(ลดทอนความแข็งแกร่งเดิมที่เคยมี)
ที่เพิ่มเข้าไปนั้นอีกครั้งอย่างรวดเร็วจริง ๆ "
Marko Kolari กล่าวสรุป/ให้สัมภาษณ์เพิ่มเติม
.

เรียบเรียง/ที่มา

https://bit.ly/3Z2kDyz

.
.

.
.


.
.
.


หมายเหตุ

© ตำนานกระดาษ

กระดาษที่เป็นแผ่นเนื้อเดียวกัน
ค้นพบครั้งแรกในโลกที่ ประเทศจีน
ประมาณ  พ.ศ.648
เชื่อกันว่า  ขุนนางไซลั่น (Is'ai Lun)
ผู้คิดค้นวิธีทำกระดาษเป็นคนแรก ไม่ถูกต้อง
เพราะมีการค้นพบกระดาษที่มีอายุเก่าแก่กว่า
ประมาณ 140  ปี  ก่อนคริสต์กาล
ขุนนางผู้นี้อาจเป็นผู้เสนอการทำกระดาษ
อย่างเป็นทางการ/เชิงอุตสาหกรรมต่อโฮ(Ho)
และเป็นผู้ส่งเสริมและควบคุมรับผิดชอบ
การผลิตกระดาษให้กับราชสำนัก

การทำกระดาษถูกเก็บเป็นความลับ
ไว้ภายในแผ่นดินจีนยาวนานกว่า 500 ปี  
จึงแพร่สู่เกาหลีและญี่ปุ่นเมื่อ พ.ศ.1313
และแพร่เข้าสู่ยุโรปทางเส้นทางการค้าไหม  
โดยเข้าสู่อียิปต์เมื่อคริสต์ศตวรรษที่ 10  
และกระจายเข้าสู่ยุโรปอย่างแท้จริง
ราวกลางคริสต์ศตวรรษที่ 12
ผ่านทางประเทศสเปนและอิตาลี
จากนั้นจึงมีการใช้กระดาษแทนหนังแกะ
.

.
 
โรงงานกระดาษแห่งแรกของโลก

สหรัฐอเมริกาเป็นผู้สร้างโรงงาน
ทำกระดาษขึ้นเป็นชาติแรก
เมื่อ พ.ศ.2233 ณ  เมืองฟิลาเดลเฟีย

ส่วนเครื่องจักรทำกระดาษประดิษฐ์
ขึ้นเป็นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ.2347
โดย Henry&Sealy Fourdrinier
สองพี่น้องชาวฝรั่งเศส

ราวพ.ศ. 2460
ช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง (ยุครัชกาลที่ 6)
กระดาษที่นำเข้าจากต่างประเทศ
มีจำนวนน้อยและราคาแพงมาก 
โรงงานกระดาษในสยามจึงเริ่มต้นมีขึ้น
แต่ยังคงใช้คนงานผลิตด้วยมือ
คิดเฉลี่ยแล้วผลิตกระดาษได้เพียง 2.8  ตัน/ปี
การผลิตกระดาษด้วยแรงคนนี้
เป็นการสิ้นเปลืองเวลาและได้ผลน้อย

ราวปี  พ.ศ. 2465
จึงผลิตกระดาษด้วยเครื่องจักร 
โรงงานกระดาษแห่งแรกของสยาม
สร้างด้วยเงินทุน กรมแผนที่
ณ ริมฝั่งแม่น้ำเจ้าพระยาฝั่งตะวันออก
ท่าพายัพ ตำบลสามเสน จังหวัดพระนคร(กทม.)
.

.
         
ทำไมจึงเรียกว่ากระดาษ

กระดาษ  มาจากคำภาษาอังกฤษว่า  Paper  
ซึ่งมีรากศัพท์มาจากคำว่า Papyrus
ต้นปาปิรัสที่ชาวอียิปต์นำมาบันทึกเรื่องราว..

แต่คำว่า  กระดาษ  นี้ไม่ใช่คำไทย
หากแปลงจาก Cartas ภาษาโปรตุเกส 
โปรตุเกสเป็นชาติแรก ๆ ทึ่มาติดต่อกับสยาม
ผู้นำกระดาษแบบฝรั่งในสมัยอยุธยา
กระดาษ  จึงติดปากใช้กันมาตั้งแต่สมัยนั้น
.
.



สมุดไทย  สมุดข่อย
สยามมีกระดาษใช้มาแต่โบราณกาลแล้ว
คาดว่ามีมาตั้งแต่สมัยสุโขทัย
แต่ขณะนั้นคนสยามยังไม่เรียกว่า กระดาษ
เรียกวัสดุนี้ว่า ใบสมุด เพราะคำว่า สมุด
หมายถึง เล่ม  อย่างคำว่า  สมุดไทย เป็นต้น

สมัยต่อมาได้วิวัฒนาการมาใช้เปลือกต้นข่อย
ตำทำเป็นแผ่นยาว ๆ  แล้วย้อมด้วยน้ำมะเกลือ
ให้เป็นสีดำ ตากให้แห้ง  แล้วจึงเขียนด้วย รงค์
เรียกว่า  สมุดข่อย

ทั้งยังมีเขียนด้วยเหล็กปลายแหลมลงใบลาน
ภายหลังคนสยามภาคเหนืออาจได้รับอิทธิพล
การทำกระดาษสาจากประเทศจีน
จึงได้คิดทำ กระดาษสา
จากปอสา/ต้นสาด้วยกรรมวิธีแบบง่าย ๆ
จึงได้กระดาษสาที่มีคุณภาพพอใช้

ไม่ปรากฏหลักฐานว่า
คนสยามเริ่มทำกระดาษมาแต่เมื่อใด
มีเพียงหนังสือฉบับเก่าที่สุดของสยาม
ที่เขียนลงบนกระดาษคือ
พงศาวดารฉบับหลวงประเสริฐ
.

.

หลักการทำกระดาษ

การทำเซลลูโลสเส้นใยให้เป็นแผ่นหนา
สม่ำเสมอ เหนียวแน่น มีแผ่นหน้าเรียบ
และมีสีที่เหมาะสม  เซลลูโลสเส้นใย
จึงเป็นมูลฐานของกระดาษทุกชนิด

วัตถุดิบในการนี้เดิมทีเดียวใช้  ลินิน
แต่เมื่อความต้องการกระดาษมีมาก
ลินินมีไม่พอจึงได้มีการคิดค้น
เพื่อจะใช้พืชอย่างอื่นเป็นวัตถุดิบแทน
จนกระทั่งเมื่อประมาณพ.ศ. 2422
ได้มีการใช้  ไม้ เป็นวัตถุดิบ
เพื่อทำเยื่อกระดาษมาผลิตกระดาษ
พืช เส้นใยที่เหมาะสมผลิตเยื่อกระดาษ
ยังมี  สน  ปอแก้ว  ปอกระเจา  ปอสา ปอมนิลา
หญ้าขจรจบ หญ้าขน ไผ่เพ็ก ฟางข้าว ข้าวฟ่าง
ต้นข้าวโพด เศษฝ้าย  ชานอ้อย  เศษปอ
ต้นกระเจี๊ยบแดง ต้นหม่อน ใบสับปะรด ฯลฯ
.

.
กระดาษมูลสัตว์

ปัญหาสิ่งแวดล้อมของมูลสัตว์
ที่ถ่ายเป็นปริมาณสูงมากต่อหนึ่งวัน เช่น
ช้างกินอาหารวันละ 200 - 300 กิโลกรัม/เชือก
ฟาร์มเลี้ยงม้า แพะ สัตว์ขับถ่ายมูลออกมา
ในแต่ละวันมากมายจนต้องคิดเอามูลสัตว์มา
ทำให้สร้างมูลค่าเพิ่มให้เกิดประโยชน์
ด้วยแนวคิดว่ากระดาษทำมาจากเยื่อไม้
หากนำมูลสัตว์  เช่น  มูลช้าง  มูลม้า มูลแพะ
ซึ่งเป็นมูลที่ย่อยสลายจากพืช
จำพวกอ้อย  ใบไผ่  กล้วย  หญ้า
มาผ่านขั้นตอนกระบวนการผลิตด้วยมือ
จะเหมือนกระดาษสาทุกประการ
แค่เติมหัวน้ำหอมลงไปก็ทำเป็นกระดาษได้

ผลการทดลองได้ผล น่าพอใจมาก ใช้ได้ดี
ละเอียดเหนียวแน่นทนทานไร้กลิ่นเหม็น
เปรียบเทียบกระดาษสาเดิมจะดูไม่ออกเลยว่า
ไหนเป็นกระดาษสา ไหนเป็นกระดาษมูลสัตว์
นำมาผลิตสินค้าตามต้องการได้  เช่น
ทำดอกไม้ประดับ  ทำกล่อง  ทำร่ม โคมไฟฟ้า
สมุดไดอารี่  ปกหนังสือ  และใช้ห่อของขวัญ
.
.

ตู้เย็นกับกระดาษเปียกน้ำ

ให้นำกระดาษเปียกน้ำใส่ถุงพลาสติค
นำเข้าไปในช่องแช่แข็งตู้เย็น
จะดูดน้ำ/ความชื้นออกมา
จนทำให้กระดาษไม่อ่อนยวบ/ยุ่ยเหมือนเดิม
สามารถเปิดดูกระดาษเดิมที่เปียกน้ำได้
แต่ถ้าเป็นหนังสืออาจจะฟูขึ้น
ไม่แบนราบเหมือนเดิมได้
เหมาะสำหรับเอกสารสำคัญ/ของหายาก

พิพิธภัณฑ์หลานที่ในยุโรป
ก็ใช้ตู้เย็น/ห้องเย็นขนาดยักษ์
ในการบูรณะหนังสือ/กระดาษเปียกน้ำ
ซึ่งใช้เวลาน้อยกว่าการอบ ตากแดด ผึ่งให้แห้ง
เพราะยิ่งนานรอยหมึกอาจจะเลอะเลือนได้
© ซ่อมหนังสือเปียกน้ำ
.
.

เรื่องเล่าไร้สาระ

โปรตุเกศ พุทธเกศ/โพธิเกศ มาที่นี่เพื่อ
ค้าขาย สอนศาสนา ทหารรับจ้าง(ทหารอาสา)
ทั้งในอยุธยา หงสาวดี ต่างมีพลแม่นปืน
มักจะเป็นทหารรับจ้างชาวโปรตุเกศ

เจ้าแม่ทองหยิบ ทองหยอด ฝอยทอง ทองม้วน
คือ ท้าวทองกีบม้า หัวหน้าวิเสทราชสำนัก
พระไอยการตำแหน่งนาพลเรือน
นาทหารหัวเมือง(ศักดินา)
ไม่ใช่ชื่อตัว Maria Guyomar de Pinha
หรือ Marie Guimar (ฝรั่งเศส) ที่รู้จักกันดี
พ่อเธอเป็นชาวโปรตุเกศ แม่เป็นชาวญี่ปุ่น
(กลุ่มที่ลี้ภัยการกดขี่ทางศาสนาของโชกุน
ที่ประกาศไล่ล่า/สั่งฆ่าคนที่นับถือศาสนาคริสต์)

การยอมรับ/ยกย่องเธอเป็นเจ้าแม่ขนมชนิดนี้
เพราะหลังจากสามีเธอถูกฆ่าตาย
(พระยาวิไชเยนทร์-คอนสแตนติน ฟอลคอน)
พระเจ้าเสือโอรสพระเพทราชา
อยากได้เธอเป็นนางบำเรอ
แต่กินแห้วไปตามระเบียบ เพราะเธอไม่ยอม
แบบยอมตายดีกว่าผิดศีลศาสนาคริสต์
เธอยังมีทหารอาสาช่วยเหลือ/เห็นใจเธอ
(คนเจ้าชู้อาจเป็นไข้โป้งตายด้วยอุบัติเหตุได้)

เธอได้เป็นหัวหน้าห้องเครื่องต้นในราชสำนัก
ยุคพระเจ้าท้ายสระ หลังพระเจ้าเสือสิ้นชีพ
(ยุคกดขี่บีฑาเธอ ทั้งพ่อทั้งลูก
เพราะไม่กินเส้นกับสามีเธอ
และลูกอยากได้เธอเป็นนางบำเรอ)
เธอทำหน้าที่อย่างซื่อสัตย์ไม่กินตามน้ำ
มีเงินคงเหลือก็ส่งคืนราชสำนัก

แม้ต้นตำรับขนมจะเป็นของชาวโปรตุเกศ
ที่เข้ามาอยู่ในอยุธยากว่า 150 ปีแล้ว
จะเคยทำกิน/ขายในชุมชนมาก่อนแล้วก็ตาม
แต่เธอก็ทำขึ้นมา/เผยแพร่กับชาวบ้าน
และเป็นขนมลูกผสม โปรตุเกศ ญี่ปุ่น ไทย
ด้วยวัตุดิบที่ลงตัว/อร่อย
แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่