核心概念
化学
固体
液体
聚合物
介绍
动力沙或“神奇”沙在商店里很容易找到,在家玩也很有趣!但是你有没有想过神奇沙的神奇之处是什么?你可能不会惊讶地听到“神奇”实际上是科学!你只需用几种厨房食材就可以制作出自己的这种有趣的混合物。
背景
动力沙或神奇沙实际上只是普通沙子,添加了一种重要的成分:硅油。硅酮是一个用于指代一组包含元素硅和氧的材料的术语。硅酮是聚合物,或由重复单元的长链组成的分子。硅酮广泛应用于从护手霜到汽车发动机油的各种产品中——它们无处不在!我们如此广泛地使用硅酮的原因是它们具有一些非常独特的性质,包括它们可以表现为液体、半固体和橡胶状固体,具体取决于你施加的压力。这种特性被称为粘弹性。粘弹性的程度取决于硅油的聚合物链的长度。较长的聚合物链比短链更容易保持其形状。
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在本活动中,你将通过创建和尝试你自己的动力面团来探索聚合物的力量。
材料
两杯面粉
两到三汤匙食用油
两个碗
叉子
油基或凝胶基食用色素(可选)
步骤
在每个碗中量取一杯面粉。将它们并排放置,以便在工作时进行比较。
如果使用食用色素,请在食用油中加入几滴并混合。
慢慢地将一汤匙食用油加入一碗面粉中。用叉子将油混入面粉中,直到看不到油,并且没有大的面粉结块。
再次,慢慢地将第二汤匙食用油加入同一碗面粉中。用叉子将油混入面粉中,直到看不到油,并且没有大的面粉结块。用手指将面粉和油混合在一起。你注意到面粉的质地有什么变化吗?它会粘在一起吗?如果你把面粉握在拳头里会怎么样?
如果面粉在挤压时不能保持形状,慢慢加入半汤匙油,混合并再次测试你的面粉。如果它仍然不能保持形状,加入剩余的油。不要加太多油!面团应该摸起来是干的。一旦面粉在挤压时能够保持形状,你就有了你的动力面团!
将你的手放入没有油的面粉中。尝试通过将面粉握在拳头中来塑造形状。面粉摸起来感觉怎么样?当你挤压它时,它能保持形状吗?它散开的速度有多快?面粉会粘在你的手上和碗里吗?
用水冲洗你的手并彻底擦干。用动力面团重复此步骤。动力面团混合物与单独的面粉有何不同?你可以用面团塑造形状吗?你是否注意到它比单独的面粉更容易或更少粘在你的手上?
附加:在成人的帮助下,尝试将动力面团塑造成形状,然后用刀将其切开。用黏土模具或冰块托盘测试面团,看看你的面团能保持其形状的程度。
观察和结果
在本活动中,你测试了向面粉中添加油,并观察了这种简单的成分如何改变面粉的性质。在这样做时,你也创造了你自己的动力面团。这类似于动力沙或神奇沙等商业产品。所有这些物质的特殊之处在于添加了油。你在商店里买到的动力沙或神奇沙只是涂有硅油的普通沙子。在本活动中,你添加的食用油是一种聚合物,就像硅油一样,它的行为方式也相同。
用你的动力面团,你添加的油中的聚合物链使面粉颗粒粘在一起,这样你就可以将它们形成一个球,然而,随着时间的推移,这个球会慢慢变平。与单独的面粉相比,你应该发现你可以用动力面团塑造形状,并且它们会保持在一起。你还应该注意到油和面粉混合物最能粘附自身,而不是很好地粘附到其他表面。这是因为油聚合物更喜欢彼此抓住,而不是抓住像台面之类的东西。因此,它应该感觉不那么粘,并且更容易清理。
清理
用湿毛巾擦拭你的工作表面,并在完成面粉后将其丢入垃圾桶。
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本活动由Science Buddies合作推出
