Unapowekwa katika madawa ya kusafisha, vifungu vya kusafisha vabadilisha jinsi ya maji kufanya kazi kwa kuvunja miundo ya uunganisho wa hydrogen kati ya molekuli za maji, ambayo inapunguza mgawo wa juu ya uso kwa takriban 40 hadi 50% kulingana na maji ya kawaida. Hii inamaanisha nini? Suluhu ya kusafisha inasambaa haraka zaidi kwenye nguo badala ya kujenga mabega na kusimama hapo. Wakala hawa wa kusafisha wana muundo unaoitwa 'amphiphilic' (una sehemu zinazopenda maji na sehemu nyingine zinazokorogwa maji). Muundo huu maalum unawawezesha kuingia kina katika vifurushi vya nguo hata katika miundo ya kuvutia sana. Majaribio yanaonyesha kwamba wanaweza kufanya maji yafikie uso kwa kutosha kwa mara tatu haraka kuliko ikiwa hakukuwepo vifungu vya kusafisha kabisa. Fikiria kujaribu kusafisha mafuta bila yao. Maji huenda moja kwa moja kutoka kwenye eneo hilo lenye mafuta, akachakataa alama zisizotakiwa za kudhoofisha ambazo mtu hatarudi nyuma baada ya kufanya usafishaji.
Wakati wa kuingizwa katika nguo, molekuli za surfaktanti zinaweza kusimama kwa mguu wao wa kushirikiana na mafuta (hydrophobic) kuelekea kwenye mafuta ya moto, wakati kichwa chao cha kushirikiana na maji (hydrophilic) kinabaki kimefungwa katika maji. Katika ukubwa wa vitengo vya micelle (CMC) — ambavyo kawaida ni 0.01–0.1% katika suluhisho za kufua — zinajumuika kwa kujenga micelle za umbo la sphere ambazo zinapanga mafuta na vinyo vya chuma. Uwindaji huu unafanya mafuta na vinyo ambavyo kawaida havijawi katika maji kuwa yanaweza kujawa kwa sababu ya:
Ustahimilivu wa micelle unahakikisha kwamba vinyo vilivyotolewa vinabaki katika suluhisho la kufua na huondoka kabisa wakati wa kufua tena — utafiti umebainisha kwamba mfumo unaofanya matumizi ya surfaktanti unaweza kudumisha takriban 98% ya vinyo, ikilinganishwa na tu 35–40% katika mfumo usio na surfaktanti. Mtindo huu unafanya kazi vizuri sana dhidi ya vinyo vya changamoto kama vile mafuta ya motori na mchanganyiko ya bidhaa za uzuri.
Wakati wa kuondoa mafuta ya ngumu na vitu vya kuvutia mafuta, wafunguli wa uso (surfactants) hufanya kazi yao ya kuvutia kwa kugawanya vitu hivi katika maburudani madogo sana ambayo huwasha majini. Hawaingiliwe tu kuyafanya yote hayo kuanguka; bali wanawashika maburudani haya kutoka kujikusanya tena wakati wa usafishaji. Maana ya hii kwetu ni kwamba vichipu vya uchafu huendelea kuwa kama vile vilivyokuwa kwenye kushikwa (suspended) badala ya kurudi kushikwa tena kwenye kitu chochote tunachotaka kuisafisha. Wafunguli wa kawaida wa usafishaji hawawezi kushikilia uchafu kama vile wafunguli wa uso hufanya, hasa wakati wa kushinjika na kuchukua maji ambacho huwahitaji katika mzunguko wa kawaida wa usafishaji. Hivyo ndipo wafunguli wa uso wanapokuwa tofauti sana wakati wa kushughulikia vitu kama vile mafuta ya spaghetti iliyosalia au alama za sudani kutoka kwa mazoezi ya michezo—kitu ambacho maji pekee haikufanya kazi vizuri.
Kiwasha kina jukumu muhimu sana kwa namna ya kiufundi katika mchakato wa kusafisha nguo. Wakati nguo zinahamia ndani ya mchakato wa kusafisha, kiwasha kinafungua kama kipimo kati ya vinyo, kuzalisha uvimbe zaidi ambao husaidia kutoa vinyo vya chafu vilivyopakana kwa kina katika vifungu vya nguo. Lakini hapa kuna kitu ambacho watu wengi hawajui: kwa sababu kuna vikwazo vingi si maana ya kuwa dawa ya kusafisha inafanya kazi bora zaidi. Kiwasha kizuri sana kinaweza kuwa tatizo kwa sababu hufanya mchakato wa kusafisha tena kuwa dhaifu zaidi na kuharibu maji kwa kufuta vikwazo vyote vya ziada. Hivyo ni sababu ya leo bidhaa za kusafisha zimeundwa kwa maombi ya kipekee ili zizalee kiwasha tu kiasi cha kufanya kazi yake kwa usahihi bila kuchachua nyembamba au kufanya mshakani kufanya kazi ngumu zaidi kuliko inahitaji. Majaribio yanaonyesha kwamba mifumo ya ufanisi wa juu hii yenye vifungu vya kupunguza kiwasha bado yanaweza kusafisha nguo kwa ukamilifu wakati wanahifadhi maji, ambayo inaondoa imani ya zamani kwamba vikwazo vingi vinamaanisha matokeo bora ya kusafisha.
Detergenti zote za kutia nguo mara kwa mara zinategemea sana surfactants za anionic, hasa zile zenye linear alkylbenzene sulfonates (LAS). Kumbukumbu hizi zinafanya kazi vizuri sana kwa sababu zinawasha vizuri sana, zinatoka kwa urahisi katika maji, na hazina gharama kubwa ya uzalishaji. Kitu kinachofanya kuziweka tofauti ni jinsi vichwa vyao vilivyopungua vya mchanga vinavyoshikilia kipara cha udirti kinachoweza kuwa na mchanga mnyororo. Hii inasaidia kutoa mafuta ya kudumu na alama za mafuta kutoka kwenye uso la nguo. Pia, surfactants hizi zinazalisha froth ya ubora mzuri wakati wa mzunguko wa kufumbaa, ambayo kwa kweli inasaidia kusafisha udirti zaidi kupitia harakati za kimwili. Ingawa kuna aina nyingine za surfactants zinazopatikana, wengi wa watoa huduma bado wanapendelea bidhaa zenye LAS kwa matumizi ya kila siku ya nyumbani.
Kwa upande wa gharama, kutengeneza visafishaji vya anioniki ni nafuu kwa takriban asilimia 20 hadi 30 kuliko vile visivyo vya ioni, lakini bado vinasafisha vizuri kama si bora zaidi. Kwa wazalishaji, faida hii ya bei inamaanisha kuwa wanaweza kuongeza nguvu zaidi katika bidhaa zao, mara nyingi hufikia takriban mkusanyiko wa 28% katika sabuni za unga za kiwango cha juu huku bei zikiruhusu watumiaji kuwa nafuu. Kuna jambo moja ambalo misombo hii huwa inapoteza ufanisi inapogusana na kalsiamu na magnesiamu inayopatikana katika maji magumu. Lakini usijali, tasnia hiyo imegundua kwa muda mrefu jinsi ya kushughulikia suala hili kwa kuzichanganya na visafishaji visivyo vya ioni. Ni utaratibu wa kawaida sasa katika fomula nyingi za sabuni. Kwa kuangalia picha kubwa, anioniki inashikilia takriban 70% ya soko la kimataifa la bidhaa za kusafisha nyumbani. Kimsingi ni viungo muhimu kwa mtu yeyote anayetaka kuongeza uzalishaji bila kuathiri nguvu ya kusafisha.
Unapowashirikisha pamoja, surfactants za nonionic na za anionic zinatumika vizuri sana. Zile za anionic ni bora sana katika kuchukua mafuta mbali na uso la vitu, wakati hizo za nonionic zinasaidia kudumisha ustahimilivu katika maji yenye uzito na kufanya kazi bora zaidi wakati wa kusafisha kwa maji ya baridi. Moja ya faida kuu za surfactants za nonionic ni kwamba hazijawekwa nje (hazijatengenezwa) na ions za calcium na magnesium ambazo mara nyingi ziko katika maji ya mitaani hapa. Hii inamaanisha kuwa chafu kidogo tu huwekwa tena kwenye nguo wakati wa mzunguko wa kusafisha, na micelles huzidumisha muundo wao hata pale ambapo kuna viungo vingi vya kemikali. Pamoja, surfactants hizi zinapunguza mgawanyo wa uso kwa ufanisi zaidi katika magharibi ya chini kuliko zinavyofanya kila moja peke yake, ambayo inafanya zikiwa na umuhimu mkubwa sana katika kusafisha kwa maji ya baridi ambapo ukurasa wa nishati unahitajika zaidi.
Utafiti unaonyesha kuwa michanganyiko hii inapunguza kiasi cha kufanya upya uvualo kwa mpaka wa 40% katika mikoa yenye maji ya nguvu na inaruhusu kupungua kiasi cha surfactants kwa 15–25% bila kushindwa kwa ufanisi. Matokeo ni uvualo wa mara kwa mara na wa imara katika hali tofauti za maji na mizani ya joto—bila kufanya makubaliano yoyote kuhusu utunzaji wa mavazi au ufanisi wa rasilimali.
Surfactants ni viungo vya kemikali vinavyongezwa katika unga wa uvualo ili kupunguza mgawanyo wa juu wa maji, ikiruhusu suluhu ya uvualo kusambaa haraka juu ya mavazi. Vinasaidia kufanya mafuta na udirti wazi kwa kujenga micelles karibu nayo, ikifanya kufa nyuma kwa urahisi zaidi.
Surfactants zinajumuisha vinyago vya mafuta, kuzivishe katika mafuta mdogo sana yanayosogea majini. Hii inakwisha kuzima uwezekano wa kujumuisha tena mafuta na kurejewa kwenye mavazi wakati wa uvualo.
Surfactants zinazoweza kutoa mionzi ni popote kwa sababu zinaweza kufuta mapungufu na alama za uchafuzi kwa ufanisi, kusuluka kwa urahisi katika maji, na kuzalishwa kwa gharama ndogo. Zinawakilisha sehemu kubwa ya soko la kimataifa la bidhaa za usafi wa nyumbani.
Froth (foam) katika dawa za kufua inafanya kazi kama kipimo cha kuzuia kati ya vitu vya nguo, ikisaidia mgandamizo wa kimekaniki kufuta mapungufu. Hata hivyo, froth (foam) ya ziada inaweza kuzuia ufanisi wa kufua tena, kwa hivyo dawa za kufua zisemekanavyo zinajengwa ili zizalishie kiasi cha kutosha cha froth (foam).
EN