Die Wissenschaft, wie Schleim funktioniert

Du weißt über Schleim. Sie haben es entweder als wissenschaftliches Projekt geschafft oder sich die natürliche Version aus der Nase geblasen. Wissen Sie, was Schleim von einer normalen Flüssigkeit unterscheidet? Hier ist ein Blick auf die Wissenschaft, was Schleim ist, wie er sich bildet und welche besonderen Eigenschaften er hat.

Schleim fließt wie eine Flüssigkeit, aber im Gegensatz zu bekannten Flüssigkeiten (z. B. Öl, Wasser), seine Fähigkeit zu fließen oder Viskositätist nicht konstant. Es ist also eine Flüssigkeit, aber keine normale Flüssigkeit. Wissenschaftler nennen ein Material, das die Viskosität ändert, eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit. Die technische Erklärung ist, dass Schleim eine Flüssigkeit ist, die ihre Fähigkeit ändert, Verformungen je nach Scher- oder Zugspannung zu widerstehen.

Dies bedeutet, wenn Sie Schleim einschenken oder durch Ihre Finger sickern lassen, hat er eine niedrige Viskosität und fließt wie eine dicke Flüssigkeit. Wenn Sie einen nicht-Newtonschen Schleim wie Oobleck zusammendrücken oder mit der Faust darauf schlagen, fühlt er sich hart an, wie ein nasser Feststoff. Dies liegt daran, dass durch Anlegen von Stress die Partikel im Schleim zusammengedrückt werden, was es für sie schwierig macht, gegeneinander zu gleiten.

Die meisten Arten von Schleim sind auch Beispiele für Polymere. Polymere sind Moleküle, die durch Verknüpfung von Ketten von Untereinheiten hergestellt werden.

Eine natürliche Form von Schleim ist Schleim, der hauptsächlich aus Wasser, dem Glykoprotein Mucin und Salzen besteht. Wasser ist auch der Hauptbestandteil einiger von Menschen hergestellter Schleime. Der Klassiker Wissenschaftsprojekt Schleim Rezept mischt Leim, Borax und Wasser. Oobleck ist eine Mischung aus Stärke und Wasser.

Andere Arten von Schleim sind hauptsächlich Öle und nicht Wasser. Beispiele beinhalten Dummer Kitt und elektroaktiver Schleim.

Die Besonderheiten der Funktionsweise einer Schleimart hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung ab. Die grundlegende Erklärung ist jedoch, dass Chemikalien zu Polymeren gemischt werden. Die Polymere wirken als Netz, wobei Moleküle gegeneinander gleiten.

Betrachten Sie für ein bestimmtes Beispiel die chemischen Reaktionen, die klassischen Kleber-Borax-Schleim erzeugen:

1. Zwei Lösungen werden zu klassischem Schleim kombiniert. Einer ist verdünnter Schulkleber oder Polyvinylalkohol in Wasser. Die andere Lösung ist Borax (N / a₂B.₄Ö₇.10H₂O) in Wasser.
2. Borax löst sich in Wasser in Natriumionen, Na⁺und tetraborate Ionen.
3. Die Tetraborationen reagieren mit Wasser unter Bildung des OH^- Ion und Borsäure:
   B.₄Ö₇^2-(aq) + 7 H.₂O 4 H.₃BO₃(aq) + 2 OH^-(aq)
4. Borsäure reagiert mit Wasser unter Bildung von Borationen:
   H.₃BO₃(aq) + 2 H.₂O - B (OH)₄^-(aq) + H.₃Ö⁺(aq)
5. Wasserstoffbrücken bilden sich zwischen dem Boration und den OH-Gruppen der Polyvinylalkoholmoleküle aus dem Klebstoff und verbinden sie miteinander, um ein neues Polymer zu bilden: Schleim.

Der vernetzte Polyvinylalkohol fängt viel Wasser ein, sodass der Schleim nass ist. Sie können die Konsistenz von Schleim anpassen, indem Sie das Verhältnis von Leim zu Borax steuern. Wenn Sie im Vergleich zu einer Boraxlösung einen Überschuss an verdünntem Klebstoff haben, begrenzen Sie die Anzahl der Vernetzungen, die sich bilden und einen flüssigeren Schleim erhalten können. Sie können das Rezept auch anpassen, indem Sie die Menge des verwendeten Wassers begrenzen. Zum Beispiel könnten Sie die Borax-Lösung direkt mit Klebstoff mischen und so einen sehr steifen Schleim erzeugen.