Mengapa kertas lebih mudah sobek saat basah?

​Jika Anda pernah menumpahkan minuman ke dokumen di meja Anda atau secara tidak sengaja meletakkan serbet makan di permukaan yang lembap, Anda pasti tahu betapa kertas tipis menjadi sangat tipis saat basah. Bahkan setetes air pun tampaknya melemahkan lembaran asli itu selamanya. Namun mengapa kertas lebih mudah sobek saat basah?

Jawabannya tergantung pada struktur kimia kertas tersebut.

Avez-vous vu celaAtletik-AS dengan selamat ke final 4x100m putra, Kanada tersingkir

“Pada dasarnya, kertas hanyalah serat selulosa – molekul polimer alami dari kayu – yang dijalin satu sama lain untuk membentuk lembaran,” kata Charlotte Scott-Parker, spesialis penelitian dan pengembangan di James Cropper Paper Mill di Inggris, kepada Live Sains. “Dalam selembar kertas biasa, serat-serat ini saling bertautan satu sama lain melalui ketidakteraturan kecil seperti kait pada masing-masing helai selulosa, namun mereka juga terikat satu sama lain melalui ikatan hidrogen.”

Ikatan hidrogen adalah salah satu interaksi terpenting dalam kimia; tanpa mereka, kehidupan tidak akan ada. Ikatan kimia tertentu dapat berperilaku seperti magnet, dengan satu ujung sedikit positif dan ujung lainnya sedikit negatif. Seperti halnya magnet sejati, gaya tarik-menarik yang berlawanan, sehingga ujung positif dari satu molekul tertarik ke arah ujung negatif dari molekul lain di dekatnya, dan gaya tarik-menarik ini menyatukan keduanya.

A lire aussiPowell dari Fed: suku bunga yang lebih tinggi mungkin diperlukan, dan akan bertindak 'hati-hati'

Terkait: Berapa kali Anda dapat melipat kertas menjadi dua?

Molekul yang mengandung oksigen yang terikat pada hidrogen – termasuk air, H2O – sangat rentan terhadap jenis interaksi ini, yang dikenal sebagai ikatan hidrogen. Dan kebetulan polimer selulosa, untaian unit kimia yang berulang, ditutupi dengan pegangan oksigen-hidrogen di sepanjang serat.

“Saat Anda merobek selembar kertas kering, pada dasarnya Anda hanya perlu mengatasi semua gaya antarmolekul, gesekan, dan belitan serat,” Marko Kolari, peneliti dan pengembangan di Kemira, sebuah perusahaan kimia pulp dan kertas di Finlandia, mengatakan kepada 45Secondes.fr. “Jika Anda membuat kertas basah, matriks serat akan membengkak; serat mulai terlepas; dan kertas mulai kehilangan kekuatan, sehingga lebih mudah robek.”

Pada tingkat kimia, air mengganggu ikatan hidrogen penting yang menyatukan serat selulosa, kata Scott-Parker. Karena air juga mengandung ikatan oksigen-hidrogen yang sangat penting, air mulai membentuk ikatan hidrogennya sendiri dengan selulosa, menghalangi pengikatan serat lainnya. Dengan lebih sedikit interaksi antara masing-masing polimer selulosa, pemisahan serat menjadi lebih mudah, sehingga lebih sedikit tenaga yang diperlukan untuk merobek kertas.

Namun tidak semua kertas diciptakan sama. Pikirkan tentang semua produk kertas yang Anda gunakan sehari-hari — tisu toilet, tisu, koran, kertas printer, karton, dan banyak lagi. “Serat selulosa hampir sama di semua produk ini, namun sifat-sifatnya sangat berbeda dan beragam,” kata Kolari. Cara berbagai tingkatan ini merespons air disebabkan oleh bahan tambahan tambahan yang disertakan selama proses pembuatan kertas, tambahnya.

Industri kertas memiliki segudang trik kimia untuk meningkatkan sifat produk kertas, dan salah satu fitur terpenting yang menjadi fokus produsen adalah kekuatan.

“Jika Anda menginginkan bahan yang kuat seperti kotak kemasan, kami perlu memperkuat matriks seratnya, dan kami melakukannya dengan menggunakan bahan tambahan kekuatan kering seperti tepung kentang,” kata Kolari. Lapisan senyawa alami ini diaplikasikan pada permukaan kertas sebagai gel dan membentuk penghalang yang kuat di sekitar jalinan serat selulosa saat dikeringkan. Permukaan pati yang kokoh ini berfungsi sebagai perancah dan memberikan peningkatan kekuatan yang besar pada kertas.

Namun karton yang dikeraskan pun tidak kebal terhadap efek kelembaban yang merusak. “Pati larut dalam air,” kata Kolari, “jadi jika basah, Anda akan kehilangan kekuatan tambahannya dengan sangat cepat.”