Наука о том, как работает слизь

Вы знаете о тина. Вы либо сделали это как научный проект, либо выдохнули естественную версию из своего носа. Вы знаете, что отличает слизь от обычной жидкости? Вот взгляд на науку о том, что такое слизь, как она образуется и каковы ее особые свойства.

Слизь течет как жидкость, но в отличие от знакомых жидкостей (например, масла, воды), ее способность течь или вязкостьне является постоянным. Так что это жидкость, но не обычная жидкость. Ученые называют материал, который изменяет вязкость, неньютоновской жидкостью. Техническое объяснение состоит в том, что слизь представляет собой жидкость, которая меняет свою способность противостоять деформации в зависимости от напряжения сдвига или растяжения.

Это означает, что когда вы льете слизь или позволяете ей просачиваться сквозь пальцы, она имеет низкую вязкость и течет, как густая жидкость. Когда вы сжимаете неньютоновскую слизь, например, oobleck, или ударяете ее кулаком, она кажется твердой, как влажное твердое вещество. Это связано с тем, что при приложении напряжения частицы слизи сжимаются, и им трудно соскальзывать друг на друга.

Большинство видов слизи также примеры полимеров. Полимеры - это молекулы, образованные связыванием цепочек субъединиц.

Естественной формой слизи является слизистая, которая состоит в основном из воды, гликопротеина муцина и солей. Вода также является основным компонентом некоторых видов искусственной слизи. Классический слизь научного проекта Рецепт смешивает клей, буру и воду. Oobleck представляет собой смесь крахмала и воды.

Другими типами слизи являются в основном масла, а не вода. Примеры включают Глупая Замазка и электроактивная слизь.

Специфика того, как работает тип слизи, зависит от его химического состава, но основное объяснение состоит в том, что химические вещества смешиваются с образованием полимеров. Полимеры действуют как сеть с молекулами, скользящими друг против друга.

В качестве конкретного примера рассмотрим химические реакции, в результате которых получается классическая слизь клея и буры:

1. Два решения объединены, чтобы сделать классическую слизь. Одним из них является разбавленный школьный клей или поливиниловый спирт в воде. Другое решение бура (Na₂В₄О₇· 10H₂О) в воде.
2. Бура растворяется в воде в ионы натрия, Na⁺и тетраборат-ионы.
3. Реакция взаимодействия тетраборат-ионов и воды с образованием ОН^- ион и борная кислота:
   В₄О₇^2-(вод) + 7 H₂O 4 H₃BO₃(вод) + 2 ОН^-(Водно)
4. Борная кислота реагирует с водой с образованием борат-ионов:
   ЧАС₃BO₃(вод) + 2 H₂O B (OH)₄^-(вод) + H₃О⁺(Водно)
5. Водородные связи образуется между борат-ионом и группами ОН молекул поливинилового спирта из клея, связывая их вместе, образуя новый полимер: слизь.

Сшитый поливиниловый спирт задерживает много воды, поэтому слизь влажная. Вы можете настроить консистенцию слизи, контролируя соотношение клея и буры. Если у вас есть избыток разбавленного клея по сравнению с раствором буры, вы ограничите количество сшивок, которые могут образоваться, и получите более жидкую слизь. Вы также можете изменить рецепт, ограничив количество используемой воды. Например, вы можете смешать раствор буры непосредственно с клеем, создав очень твердую слизь.