Věda o tom, jak sliz funguje

Víš sliz. Buď jste to udělali jako vědecký projekt nebo vyhodili z nosu přirozenou verzi. Víte, co odlišuje sliz od běžné tekutiny? Zde je pohled na vědu o tom, co je sliz, jak se formuje, a jeho zvláštních vlastností.

Sliz teče jako kapalina, ale na rozdíl od známých kapalin (např. Olej, voda), jeho schopnost teče nebo viskozita, není konstantní. Takže je to tekutina, ale ne normální tekutina. Vědci nazývají materiál, který mění viskozitu, nenewtonskou tekutinu. Technickým vysvětlením je, že sliz je tekutina, která mění svou schopnost odolávat deformaci podle smykového nebo tahového napětí.

To znamená, že když vyléváte sliz nebo ho necháte vytékat prsty, má nízkou viskozitu a teče jako hustá kapalina. Když stlačíte nenewtonský sliz, jako je oobleck, nebo ho udeříte pěstí, cítí se jako vlhká pevná látka. Důvodem je, že při použití stresu se stlačí částice v slizu k sobě, což ztěžuje jejich klouzání proti sobě.

Většina druhů slizu je také příklady polymerů. Polymery jsou molekuly vytvořené spojením řetězců podjednotek.

Přirozenou formou slizu je sliz, který se skládá hlavně z vody, glykoproteinového mucinu a solí. Voda je hlavní složkou také u některých druhů slizů vyrobených člověkem. Klasika vědecký projekt sliz recept mísí lepidlo, borax a vodu. Oobleck je směs škrobu a vody.

Jiné druhy slizu jsou hlavně oleje spíše než voda. Příklady zahrnují Hloupá Putty a elektroaktivní sliz.

Specifika toho, jak typ slizu funguje, závisí na jeho chemickém složení, ale základní vysvětlení je, že chemikálie jsou smíchány za vzniku polymerů. Polymery fungují jako síť, přičemž molekuly k sobě klouže.

Pro konkrétní příklad zvažte chemické reakce, které produkují klasický klih z lepidla a boraxu:

1. Kombinace dvou řešení vytváří klasický sliz. Jedním z nich je ředěné školní lepidlo nebo polyvinylalkohol ve vodě. Druhým řešením je borax (Na₂B₄Ó₇.10H₂O) ve vodě.
2. Borax se rozpustí ve vodě na sodné ionty, Na⁺a tetraborátové ionty.
3. Tetraboritanové ionty reagují s vodou za vzniku OH^- ionty a kyselina boritá:
   B₄Ó₇^2-(aq) + 7H₂O 4H₃BO₃(aq) + 2OH^-(aq)
4. Kyselina boritá reaguje s vodou za vzniku boritanových iontů:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃Ó⁺(aq)
5. Vodíkové vazby tvoří mezi boritanovým iontem a OH skupinami polyvinylalkoholových molekul z lepidla a spojuje je dohromady za vzniku nového polymeru: slizu.

Zesítěný polyvinylalkohol zachycuje hodně vody, takže sliz je mokrý. Konzistenci slizu můžete upravit ovládáním poměru lepidla k boraxu. Pokud máte nadbytek zředěného lepidla ve srovnání s roztokem bóraxu, omezíte počet křížových vazeb, které se mohou tvořit, a získáte tekutější sliz. Můžete také upravit recept omezením množství vody, které používáte. Například můžete roztok bóraxu smíchat přímo s lepidlem, čímž se vytvoří velmi tuhý sliz.