Vieš o tom sliz. Buď ste to urobili ako vedecký projekt alebo vyhodili z nosa prírodnú verziu. Viete, čo odlišuje sliz od bežnej tekutiny? Tu je pohľad na vedu o tom, čo je sliz, ako sa tvorí a aké sú jeho špeciálne vlastnosti.
Čo je to sliz?
Sliz tečie ako kvapalina, ale na rozdiel od známych tekutín (napr. Olej, voda), jeho schopnosť tečenia alebo viskozita, nie je konštantná. Takže je to tekutina, ale nie bežná tekutina. Vedci označujú materiál, ktorý mení viskozitu za nenewtonskú tekutinu. Technické vysvetlenie je, že sliz je tekutina, ktorá mení svoju schopnosť odolávať deformácii v dôsledku šmykového alebo ťahového napätia.
To znamená, že keď nalejete sliz alebo necháte vytekať prstami, má nízku viskozitu a tečie ako hustá tekutina. Keď stlačíte n Newtonovský sliz, ako napríklad oobleck, alebo ho stlačíte päsťou, budete sa cítiť tvrdo ako vlhká pevná látka. Je to tak preto, že pôsobenie stresu stlačuje častice v slizoch k sebe, takže je pre nich ťažké kĺzať proti sebe.
Väčšina druhov slizu je tiež príklady polymérov. Polyméry sú molekuly vytvorené spojením reťazcov podjednotiek.
Príklady
Prirodzenou formou slizu je hlien, ktorý pozostáva hlavne z vody, glykoproteínového mucínu a solí. Voda je hlavnou zložkou aj v niektorých druhoch ľudskej sliny. Klasika vedecký projekt sliz recept zmieša lepidlo, borax a vodu. Oobleck je zmes škrobu a vody.
Iné druhy slizu sú prevažne oleje a nie voda. Príklady zahŕňajú: Hlúpe Putty a elektroaktívny sliz.
Ako to funguje
Špecifiká fungovania typu slizu závisia od jeho chemického zloženia, ale základným vysvetlením je, že chemikálie sa zmiešajú za vzniku polymérov. Polyméry pôsobia ako sieť s molekulami kĺzajúcimi proti sebe.
Pre konkrétny príklad zvážte chemické reakcie, ktoré vedú k klasickému slizu lepidla a bóru:
- Kombináciou dvoch riešení sa vytvorí klasický sliz. Jedným z nich je riedené školské lepidlo alebo polyvinylalkohol vo vode. Druhým riešením je bórax (Na2B4O7.10H2O) vo vode.
- Borax sa rozpúšťa vo vode na sodné ióny, Na+a tetraborátové ióny.
- Tetraborátové ióny reagujú s vodou za vzniku OH- kyselina iónová a kyselina boritá:
B4O72-(aq) +7H2O 4H3BO3(aq) + 2OH-(Aq) - Kyselina boritá reaguje s vodou za vzniku boritanových iónov:
H3BO3(aq) + 2 H2O B (OH)4-(aq) + H3O+(Aq) - Vodíkové väzby tvorí medzi boritanovým iónom a OH skupinami polyvinylalkoholových molekúl z lepidla, spájajúc ich do formy nového polyméru: sliz.
Zosieťovaný polyvinylalkohol zachytáva veľa vody, takže sliz je mokrý. Konzistenciu slizu môžete upraviť reguláciou pomeru lepidla k boraxu. Ak máte nadbytok riedeného lepidla v porovnaní s roztokom bóraxu, obmedzíte počet priečnych väzieb, ktoré sa môžu tvoriť a získať tekutejší sliz. Receptúru môžete upraviť aj obmedzením množstva vody, ktorú používate. Napríklad by ste mohli zmiešať roztok bóraxu priamo s lepidlom, čím by sa vytvoril veľmi tuhý sliz.