核心概念
化學
聚合物
溶劑
材料科學
引言
你有沒有希望你的繪畫能栩栩如生,紙上的火柴人或物體可以四處移動?這並非不可能!在這個活動中,你將透過讓你的繪畫漂浮在水面上來讓它移動。這之所以成為可能,是因為乾擦記號筆有趣的化學特性。這些記號筆通常用於在白板或玻璃表面上書寫,並且可以輕鬆擦除。事實證明,它們也非常適合做科學實驗!
背景
你可能在你的學校教室裡有一塊白板。為了在這個表面上繪畫,你的老師可能會使用白板筆或乾擦記號筆。這些記號筆的書寫內容可以輕鬆地從白板上擦除,而不會留下任何痕跡。
關於支援科學新聞
如果你喜歡這篇文章,請考慮訂閱我們的屢獲殊榮的新聞報道,以支援我們。 訂閱。透過購買訂閱,你正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
之所以如此,是因為乾擦記號筆含有特殊的成分。它們包括一種溶劑,通常是某種酒精。這用於溶解決定記號筆顏色的著色顏料。此外,還添加了一種樹脂或聚合物,這是使墨水可擦的關鍵。在乾擦記號筆中,樹脂是一種油性矽酮聚合物,它充當“脫模劑”。這使得記號筆的墨水非常滑,並防止其粘附在白板的表面上。這就是為什麼墨水可以很容易地從非常光滑的無孔表面(如白板或玻璃)上擦掉的原因。
你可能知道乾擦記號筆會永久性地汙染其他表面,如衣服。這是因為織物沒有光滑的表面,因此墨水可以浸入其孔隙中,從而永久染色!在真正的永久性記號筆中,使用的樹脂是一種充當“粘合劑”的丙烯酸聚合物,使墨水粘附在表面上。只有聚合物的型別區分了永久性記號筆和可擦記號筆。瞭解這種差異如何影響你的繪畫在這個活動中的漂浮方式!
材料
兩個淺托盤或表面光滑的盤子,你已獲得許可可以用記號筆在上面繪畫
乾擦記號筆(不同顏色)
永久性記號筆
杯子
水
外用酒精
紙巾
準備工作
找到一個可以容忍水濺的工作區域。
在你的杯子裡裝滿室溫水,並將其放在你的托盤或盤子旁邊。
步驟
選擇一種顏色的乾擦記號筆,並在你的第一個盤子上畫一個圖形,例如火柴人、心形或文字。看起來墨水是否粘在你的盤子表面?
讓它乾燥幾秒鐘,然後用乾燥的手指擦拭你的繪畫。你的手指是否擦掉了繪畫,還是之後仍然可以看到它?
如果繪畫被擦掉了,請重新畫一幅。否則,保留舊的。然後,在你的盤子上倒入足夠的水以覆蓋繪畫。等待並觀察。如果什麼也沒發生,輕輕搖晃盤子。過了一會兒,墨水會發生什麼?你的繪畫是否開始漂浮並活起來?
接下來,使用永久性記號筆在第二個盤子上作畫。你是否看到與乾擦記號筆在表面上的外觀有所不同?
讓它乾燥幾秒鐘,然後用乾燥的手指擦拭你的繪畫。當你用手指擦拭時,你的繪畫會消失嗎?你可以解釋為什麼會這樣嗎?
如果繪畫被擦掉了,請重新畫一幅。否則,保留舊的。然後,在你的盤子上倒一些水以覆蓋繪畫。等待並觀察。這次繪畫會發生什麼?它會漂浮嗎?你的結果與之前的有何不同?
附加:使用不同顏色的乾擦記號筆繪畫。它們都表現相同還是不同?哪種顏色漂浮得最好?
附加:如果你在你的繪畫上倒入外用酒精而不是水會發生什麼?你的繪畫還會漂浮嗎?乾擦記號筆和永久性記號筆給你相同的結果嗎?為什麼?
附加:你可以擦掉你的漂浮繪畫嗎?嘗試用手指從水面拿起你的繪畫。當你把它從水中拉出來時會發生什麼?你認為現在你手中拿的材料是由什麼製成的?
觀察和結果
你是否讓你的繪畫漂浮起來了?你應該可以——但只能在使用乾擦記號筆時。當你在一個光滑的盤子或托盤表面上作畫時,溶解墨水成分的溶劑或酒精會蒸發。這會在表面留下著色顏料和聚合物。使用永久性和乾擦記號筆,實際上看起來顏色會粘住。但是,當你用手指擦拭你的繪畫時,只有用乾擦記號筆繪製的繪畫才會消失。這是因為乾擦記號筆中的油性矽酮聚合物會阻止其粘附,而永久性記號筆中的丙烯酸聚合物樹脂會使其粘附在表面上。
當你將水倒在你的繪畫上時,有趣的部分開始了。你應該觀察到你的乾擦記號筆繪畫神奇地從盤子上脫落並升到水面。在那裡,它可以像活的一樣漂浮和移動!永久性記號筆繪畫應該仍然粘在盤子上。這種差異是由於乾擦記號筆墨水中的特殊聚合物造成的——因為這種成分可以防止墨水附著在盤子上,並且水可以滑到下面。而且由於墨水比水輕,所以它可以漂浮。但是,當你將外用酒精倒在你的繪畫上時,你應該看到它們都慢慢溶解。這是因為酒精在這兩種記號筆中都用作溶劑。
清理
用浸泡在外用酒精中的紙巾擦拭,從你的盤子上清除所有剩餘的繪畫。然後用溫水和肥皂沖洗它們,然後再重複使用。
更多探索 製作你自己的記號筆,來自科學夥伴
色譜法:做一名顏色偵探,來自大眾科學 可溶性科學:用永久性記號筆製作扎染T恤,來自大眾科學 適合所有年齡段的科學活動!,來自科學夥伴
此活動與 科學夥伴 合作推出
