Науката за това как работи слизето

Знаете за слуз. Или сте го направили като научен проект, или сте издухали естествената версия от носа си. Знаете ли какво прави слузта различна от обикновената течност? Ето поглед върху науката какво е слуз, как се образува и нейните специални свойства.

Слизите протичат като течност, но за разлика от познатите течности (например масло, вода), нейната способност да тече или вискозитет, не е постоянна. Значи това е течност, но не и обикновена течност. Учените наричат ​​материал, който променя вискозитета, не-нютонова течност. Техническото обяснение е, че слузът е течност, която променя способността си да се съпротивлява на деформация според срязване или опън на опън.

Това означава, че когато излеете слуз или го оставите да тече през пръстите, той има нисък вискозитет и тече като гъста течност. Когато изстискате не-нютонова слуз, подобно на oobleck, или го изсипвате с юмрук, той се чувства твърд, като мокро твърдо вещество. Това е така, защото прилагането на стрес притиска частиците в тинята заедно, което затруднява плъзгането им един към друг.

Повечето видове слуз също са примери за полимери. Полимерите са молекули, направени чрез свързване на вериги от субединици.

Естествена форма на слуз е лигавицата, която се състои главно от вода, гликопротеинов муцин и соли. Водата също е основната съставка в някои видове слуз, направена от човека. Класическият слуз от научен проект рецептата смесва лепило, боракс и вода. Oobleck е смес от нишесте и вода.

Други видове слуз са предимно масла, а не вода. Примерите включват Глупаво замазка и електроактивна слуз.

Спецификата на това как работи един вид слуз зависи от неговия химичен състав, но основното обяснение е, че химикалите се смесват, за да се образуват полимери. Полимерите действат като мрежа, като молекулите се плъзгат една срещу друга.

За конкретен пример, помислете за химичните реакции, които произвеждат класическа лепило и боракс слуз:

1. Две решения се комбинират, за да се направи класическа слуз. Единият е разреден училищен лепило или поливинилов алкохол във вода. Другото решение е боракс (Na₂B₄О₇.10H₂О) във вода.
2. Бораксът се разтваря във вода в натриеви йони, Na⁺и тетраборатни йони.
3. Тетраборатните йони реагират с вода за получаване на ОН^- йон и борна киселина:
   B₄О₇^2-(aq) + 7Н₂O 4 H₃БО₃(aq) + 2 OH^-(Воден)
4. Борна киселина реагира с вода и образува боратни йони:
   Н₃БО₃(aq) + 2Н₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃О⁺(Воден)
5. Водородни връзки образуват се между боратния йон и ОН групите на молекулите на поливиниловия алкохол от лепилото, свързвайки ги заедно, за да образуват нов полимер: слуз.

Омреженият поливинилов алкохол улавя много вода, така че слузът е мокър. Можете да регулирате консистенцията на слузта, като контролирате съотношението лепило към боракс. Ако имате излишък от разредено лепило в сравнение с разтвор на боракс, ще ограничите броя на кръстосаните връзки, които могат да се образуват и ще получите по-течна слуз. Можете също да коригирате рецептата, като ограничите количеството вода, което използвате. Например, бихте могли да смесите разтвора от боракс директно с лепило, създавайки много твърда слуз.