Mokslas apie gleives

Slime yra nenuoseklaus klampumo skystis

Tara Moore / Getty Images

Jūs žinote apie gleivės . Jūs sukūrėte tai kaip mokslinį projektą arba išmetėte natūralią versiją. Ar žinote, kuo gleivės skiriasi nuo įprasto skysčio? Štai mokslas apie tai, kas yra gleivės, kaip jos susidaro ir kokias ypatingas jų savybes.

Kas yra Slime?

Gleivės teka kaip skystis, tačiau skirtingai nuo pažįstamų skysčių (pvz., aliejaus, vandens), jų gebėjimas tekėti arba klampumas , nėra pastovus. Taigi tai skystis, bet ne įprastas skystis. Medžiagą, kuri keičia klampumą, mokslininkai vadina neniutono skysčiu. Techninis paaiškinimas yra tas, kad gleivės yra skystis, kuris keičia savo gebėjimą atsispirti deformacijai dėl šlyties ar tempimo įtempių.

Tai reiškia, kad kai pilate gleives arba leidžiate joms išsilieti pro pirštus, jos turi mažą klampumą ir teka kaip tirštas skystis. Kai suspaudžiate ne niutonišką dumblą, pavyzdžiui, oobleką, arba daužote jį kumščiu, jis jaučiasi kietas, tarsi šlapia kieta medžiaga. Taip yra todėl, kad veikiant įtampai suspaudžiamos gleivių dalelės, todėl joms sunku slysti vienai prieš kitą.

Dauguma gleivių rūšių taip pat yra polimerų pavyzdžiai . Polimerai yra molekulės, pagamintos sujungiant subvienetų grandines.

Pavyzdžiai

Natūrali gleivių forma yra gleivinė, kurią daugiausia sudaro vanduo, glikoproteino mucinas ir druskos. Vanduo taip pat yra pagrindinė kai kurių žmogaus sukurtų gleivių sudedamoji dalis. Klasika mokslo projekto gleives recepte sumaišomi klijai, boraksas ir vanduo. Oobleck yra krakmolo ir vandens mišinys.

Kitų rūšių gleivės daugiausia yra aliejus, o ne vanduo. Pavyzdžiai apima Kvailas glaistas ir elektroaktyvios gleivės .

Kaip tai veikia

Tam tikros rūšies gleivių veikimo specifika priklauso nuo jų cheminės sudėties, tačiau pagrindinis paaiškinimas yra tas, kad cheminės medžiagos maišomos, kad susidarytų polimerai. Polimerai veikia kaip tinklas, o molekulės slysta viena prieš kitą.

Konkrečiu pavyzdžiu apsvarstykite chemines reakcijas, kurių metu susidaro klasikinis klijų ir borakso dumblas:

1. Du tirpalai derinami, kad būtų sukurta klasikinė gleivė. Vienas iš jų yra praskiesti mokykliniai klijai arba polivinilo alkoholis vandenyje. Kitas sprendimas yra boraksas (Tai_duB₄O₇.10H_duO) vandenyje.
2. Boraksas ištirpsta vandenyje į natrio jonus, Na⁺ir tetraborato jonai.
3. Tetraborato jonai reaguoja su vandeniu, kad susidarytų OH^-jonai ir boro rūgštis:
   B₄O₇^du-(aq) + 7 H_duO 4 H₃BO₃(vandens) + 2 OH^-(aq)
4. Boro rūgštis reaguoja su vandeniu, sudarydama borato jonus:
   H₃BO₃(vandens) + 2H_duO B(OH)₄^-(aq) + H₃O⁺(aq)
5. Vandenilinės jungtys iš klijų susidaro tarp borato jonų ir polivinilo alkoholio molekulių OH grupių, susiejant jas, kad susidarytų naujas polimeras: dumblas.

Kryžminis polivinilo alkoholis sulaiko daug vandens, todėl gleivės yra šlapios. Galite reguliuoti gleivių konsistenciją reguliuodami klijų ir borakso santykį. Jei turite atskiestų klijų perteklių, palyginti su borakso tirpalu, apribosite susidarančių kryžminių jungčių skaičių ir gausite skystesnę gleivę. Taip pat galite koreguoti receptą apribodami naudojamo vandens kiekį. Pavyzdžiui, galite sumaišyti borakso tirpalą tiesiogiai su klijais, kad susidarytų labai kietos gleivės.