Știința slimei

Știi despre slime. Ai făcut-o ca pe un proiect științific sau ai scos versiunea naturală din nas. Știți ce face diferit de slime de un lichid obișnuit? Iată o privire asupra științei despre ce este slime-ul, cum se formează și proprietățile sale speciale.

Ce este Slime?

Fluxul curge ca un lichid, dar spre deosebire de lichidele familiare (de exemplu, ulei, apă), capacitatea sa de a curge sau vâscozitatea nu este constantă. Deci este un fluid, dar nu un lichid obișnuit. Oamenii de știință numesc un material care schimbă vâscozitatea un fluid non-newtonian. Explicația tehnică constă în faptul că slime-ul este un fluid care își schimbă capacitatea de a rezista la deformare în funcție de forfecare sau tensiune.

Ceea ce înseamnă acest lucru este că, atunci când turnați slime sau îl lăsați să se scurgă printre degete, are o vâscozitate scăzută și curge ca un lichid gros. Când stoarceți un praf non-newtonian, precum oobleck, sau îl bateți cu pumnul, se simte greu, ca un solid umed. Acest lucru se datorează faptului că aplicarea stresului stoarce particulele din slime, ceea ce le face greu să alunece una împotriva alteia.

Cele mai multe tipuri de slime sunt, de asemenea, exemple de polimeri. Polimerii sunt molecule realizate prin conectarea lanțurilor de subunități.

Exemple

O formă naturală de slime este mucoasa, care constă în principal din apă, mucina glicoproteinei și săruri. Apa este principalul ingredient în unele tipuri de boabe făcute de om. Rețeta clasică de proiect de știință pentru slime amestecă lipici, borax și apă. Oobleck este un amestec de amidon și apă.

Alte tipuri de nămol sunt în principal uleiuri decât apă. Exemple includ Silly Putty și slime electroactiv.

Cum functioneaza

Specificul modului de funcționare a unui soi depinde de compoziția sa chimică, dar explicația de bază este că substanțele chimice sunt amestecate pentru a forma polimeri. Polimerii acționează ca o plasă, moleculele alunecându-se între ele.

Pentru un exemplu specific, luați în considerare reacțiile chimice care produc slim clasic-clei și borax:

1. Două soluții sunt combinate pentru a face slime clasic. Unul este adeziv scolar diluat sau alcool polivinilic în apă. Cealaltă soluție este boraxul (Na₂B₄O₇.10H₂O) în apă.
2. Boraxul se dizolvă în apă în ioni de sodiu, Na⁺, și ioni de tetraborat.
3. Ionii de tetraborat reacționează cu apa pentru a produce OH^- acid ionic și boric:
   B₄O₇^2-(aq) + 7 H₂O 4 H₃BO₃(aq) + 2 OH^-(Aq)
4. Acidul boric reacționează cu apa pentru a forma ioni borat:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃O⁺(Aq)
5. Legăturile de hidrogen se formează între ionul borat și grupele OH ale moleculelor de polivinil alcool din clei, legându-le între ele pentru a forma un nou polimer: slime.

Alcoolul polivinilic reticulat captează multă apă, astfel încât nămolul este umed. Puteți ajusta consistența nămolului controlând raportul dintre lipici și borax. Dacă aveți un exces de adeziv diluat în comparație cu o soluție de borax, veți limita numărul de legături încrucișate care se pot forma și obține un soi mai fluid. De asemenea, puteți ajusta rețeta limitând cantitatea de apă pe care o utilizați. De exemplu, puteți amesteca soluția de borax direct cu lipici, producând un soi foarte rigid.