De onderzoekers ontdekten dat het patroon van droge pigmenten werd beïnvloed door de pigmentconcentratie en de droogtemperatuur. Een onderzoek in het Langmuir-tijdschrift van de American Chemical Society toonde aan dat verfdruppels met lagere pigmentconcentraties of die op koelere oppervlakken werden geplaatst, droogden als 'gebakken eieren', terwijl verfdruppels met hogere pigmentconcentraties of gedroogd bij hogere temperaturen er uniformer uitzagen. De resultaten laten zien dat door het aanpassen van de pigmentconcentratie en de droogtemperatuur het uiteindelijke uiterlijk van de gedroogde verf kan worden gecontroleerd.

Gemorste koffie kan tijdens het drogen donkere vlekken achterlaten rond de randen van plassen. Wanneer de verf echter opdroogt, zien sommige eruit als 'gebakken eieren', waarbij de 'dooier'-kleur omgeven is door een halo van puur wit, terwijl andere er uniform uitzien. Om deze verandering te begrijpen, observeerden de onderzoekers, die rapporteerden in het tijdschrift ACS Langmuir, het pigmentdroogproces. Ze ontdekten dat de pigmentconcentratie en -temperatuur de gelering en verdamping van vloeistoffen beïnvloeden, en dat deze informatie helpt de morfologie van droge verf onder controle te houden.

Verf bevat een mengsel van stoffen, waaronder harsen, pigmenten, additieven en oplosmiddelen (zoals water). Door de complexe samenstelling van verf ontstaan ​​er bij het verdampen van verfdruppels verschillende chemische effecten, soms met ongewenste patronen of kleine scheurtjes tot gevolg. Over het algemeen willen zowel kunstenaars als thuisschilders een gelijkmatige en consistente verdeling van het pigment zodra de verf op een oppervlak is aangebracht. Het is echter nog niet duidelijk hoe patroonvorming kan worden voorkomen wanneer de pigmentvloeistof opdroogt. Daarom wilden Stella Ramos, Catherine Ballentine en collega's de factoren bestuderen die de verdamping van coatings op waterbasis beïnvloeden.

Wanneer verfdruppels opdrogen, kunnen ze eruit zien als "gebakken eieren" (afbeelding links, raster is één millimeter), of kunnen ze een gelijkmatigere verdeling van pigment ontwikkelen (afbeelding rechts). Afbeeldingsbron: overgenomen uit "Langmuir2023", DOI:10.1021/acs.langmuir.3c01605

De onderzoekers maakten een mengsel van vijf waterige acrylverf en water en lieten de oplossingen vervolgens op verwarmde glasplaatjes vallen. Terwijl de vloeistof verdampte, analyseerden en fotografeerden ze het sediment en observeerden ze drie verschijnselen:

Aanvankelijk bestaan ​​interne en externe vloeistofstromen naast elkaar: interne stroming van de hete basis naar de koelere bovenkant van de druppel, en externe stroming vanuit capillaire stroming.

Uiteindelijk verhoogt het geleren van de pigmentsuspensie de viscositeit en vertraagt ​​de stroom van het pigment.

De laatste droogstap vergrendelt het pigment op het oppervlak van het objectglaasje.

De hoeveelheid pigment en de temperatuur van het glasoppervlak hebben beide invloed op de grootte, vorm en patroon van droge pigmentdruppels. De onderzoekers ontdekten dat verfdruppels met lagere pigmentconcentraties of afgezet op oppervlakken waar de temperatuur zo laag was als 86 graden Fahrenheit kleurrijke moleculen in hun midden verzamelden, waardoor ze het uiterlijk van een "gebakken ei" kregen. Hoe hoger de pigmentconcentratie en hoe hoger de temperatuur, die wel 176 graden Fahrenheit kan zijn, hoe uniformer het patroon zal zijn na het drogen en hoe gelijkmatiger de kleur over de cirkel zal worden verdeeld.

Om het uiterlijk van droge verf te controleren, past u de pigmentconcentratie en oppervlaktetemperatuur aan volgens het uiteindelijke gewenste patroon.