The Science of Slime

Je kent slijm. Je hebt het gehaald als een wetenschappelijk project of je hebt de natuurlijke versie uit je neus geblazen. Weet jij wat slijm verschilt van een gewone vloeistof? Hier is een blik op de wetenschap van wat slijm is, hoe het vormt, en zijn speciale eigenschappen.

Wat is slijm??

Slijm stroomt als een vloeistof, maar in tegenstelling tot bekende vloeistoffen (bijvoorbeeld olie, water), is het vermogen ervan om te vloeien of viscositeit niet constant. Het is dus een vloeistof, maar geen gewone vloeistof. Wetenschappers noemen een materiaal dat de viscositeit verandert een niet-Newtoniaanse vloeistof. De technische verklaring is dat slijm een ​​vloeistof is die van invloed is op vervorming volgens schuif- of trekspanning.

Dit betekent dat wanneer je slijm giet of het door je vingers laat sijpelen, het een lage viscositeit heeft en stroomt als een dikke vloeistof. Wanneer je een niet-Newtoniaans slijm, zoals oobleck, uitknijpt, of er met je vuist op slaat, voelt het hard, als een natte vaste stof. Dit komt omdat het aanbrengen van stress de deeltjes in het slijm samenknijpt, waardoor ze moeilijk tegen elkaar kunnen schuiven.

De meeste soorten slijm zijn ook voorbeelden van polymeren. Polymeren zijn moleculen gemaakt door ketens van subeenheden met elkaar te verbinden.

Voorbeelden

Een natuurlijke vorm van slijm is slijm, dat voornamelijk bestaat uit water, het glycoproteïne-mucine en zouten. Water is ook het hoofdingrediënt in sommige soorten door de mens gemaakt slijm. Het klassieke wetenschapsproject slijmrecept combineert lijm, borax en water. Oobleck is een mengsel van zetmeel en water.

Andere soorten slijm zijn voornamelijk oliën in plaats van water. Voorbeelden hiervan zijn Silly Putty en elektroactief slijm.

Hoe het werkt

De specifieke kenmerken van hoe een soort slijm werkt, is afhankelijk van de chemische samenstelling, maar de basisverklaring is dat chemicaliën worden gemengd om polymeren te vormen. De polymeren werken als een net, waarbij moleculen tegen elkaar glijden.

Overweeg voor een specifiek voorbeeld de chemische reacties die klassiek lijm-en-borax slijm produceren:

1. Twee oplossingen worden gecombineerd om klassiek slijm te maken. Een daarvan is verdunde schoollijm of polyvinylalcohol in water. De andere oplossing is borax (Na₂B₄O₇.10H₂O) in water.
2. Borax lost op in water in natriumionen, Na⁺, en tetraboraationen.
3. De tetraboraat-ionen reageren met water om de OH te produceren^- ion en boorzuur:
   B₄O₇^2-(aq) + 7 H₂O 4 H₃BO₃(aq) + 2 OH^-(Aq)
4. Boorzuur reageert met water en vormt boraationen:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃O⁺(Aq)
5. Waterstofbindingen vormen zich tussen het boraat-ion en de OH-groepen van de polyvinylalcoholmoleculen uit de lijm en verbinden ze met elkaar om een ​​nieuw polymeer te vormen: slijm.

De verknoopte polyvinylalcohol houdt veel water vast, dus slijm is nat. U kunt de consistentie van slijm aanpassen door de verhouding van lijm tot borax te regelen. Als u een overmaat verdunde lijm heeft in vergelijking met een boraxoplossing, beperkt u het aantal verknopingen dat zich kan vormen en krijgt u een meer vloeibaar slijm. Je kunt het recept ook aanpassen door de hoeveelheid water die je gebruikt te beperken. U kunt bijvoorbeeld de borax-oplossing rechtstreeks met lijm mengen, waardoor een zeer stijf slijm ontstaat.