核心概念
化學
固體
液體
聚合物
介紹
動力沙或“神奇”沙在商店裡很容易找到,在家玩也很有趣!但是你有沒有想過神奇沙的神奇之處是什麼?你可能不會驚訝地聽到“神奇”實際上是科學!你只需用幾種廚房食材就可以製作出自己的這種有趣的混合物。
背景
動力沙或神奇沙實際上只是普通沙子,添加了一種重要的成分:矽油。矽酮是一個用於指代一組包含元素矽和氧的材料的術語。矽酮是聚合物,或由重複單元的長鏈組成的分子。矽酮廣泛應用於從護手霜到汽車發動機油的各種產品中——它們無處不在!我們如此廣泛地使用矽酮的原因是它們具有一些非常獨特的性質,包括它們可以表現為液體、半固體和橡膠狀固體,具體取決於你施加的壓力。這種特性被稱為粘彈性。粘彈性的程度取決於矽油的聚合物鏈的長度。較長的聚合物鏈比短鏈更容易保持其形狀。
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在本活動中,你將透過建立和嘗試你自己的動力麵糰來探索聚合物的力量。
材料
兩杯麵粉
兩到三湯匙食用油
兩個碗
叉子
油基或凝膠基食用色素(可選)
步驟
在每個碗中量取一杯麵粉。將它們並排放置,以便在工作時進行比較。
如果使用食用色素,請在食用油中加入幾滴並混合。
慢慢地將一湯匙食用油加入一碗麵粉中。用叉子將油混入麵粉中,直到看不到油,並且沒有大的麵粉結塊。
再次,慢慢地將第二湯匙食用油加入同一碗麵粉中。用叉子將油混入麵粉中,直到看不到油,並且沒有大的麵粉結塊。用手指將麵粉和油混合在一起。你注意到麵粉的質地有什麼變化嗎?它會粘在一起嗎?如果你把麵粉握在拳頭裡會怎麼樣?
如果麵粉在擠壓時不能保持形狀,慢慢加入半湯匙油,混合並再次測試你的麵粉。如果它仍然不能保持形狀,加入剩餘的油。不要加太多油!麵糰應該摸起來是乾的。一旦麵粉在擠壓時能夠保持形狀,你就有了你的動力麵糰!
將你的手放入沒有油的麵粉中。嘗試透過將麵粉握在拳頭中來塑造形狀。麵粉摸起來感覺怎麼樣?當你擠壓它時,它能保持形狀嗎?它散開的速度有多快?麵粉會粘在你的手上和碗裡嗎?
用水沖洗你的手並徹底擦乾。用動力麵糰重複此步驟。動力麵糰混合物與單獨的麵粉有何不同?你可以用麵糰塑造形狀嗎?你是否注意到它比單獨的麵粉更容易或更少粘在你的手上?
附加:在成人的幫助下,嘗試將動力麵糰塑造成形狀,然後用刀將其切開。用黏土模具或冰塊托盤測試麵糰,看看你的麵糰能保持其形狀的程度。
觀察和結果
在本活動中,你測試了向麵粉中新增油,並觀察了這種簡單的成分如何改變麵粉的性質。在這樣做時,你也創造了你自己的動力麵糰。這類似於動力沙或神奇沙等商業產品。所有這些物質的特殊之處在於添加了油。你在商店裡買到的動力沙或神奇沙只是塗有矽油的普通沙子。在本活動中,你新增的食用油是一種聚合物,就像矽油一樣,它的行為方式也相同。
用你的動力麵糰,你新增的油中的聚合物鏈使麵粉顆粒粘在一起,這樣你就可以將它們形成一個球,然而,隨著時間的推移,這個球會慢慢變平。與單獨的麵粉相比,你應該發現你可以用動力麵糰塑造形狀,並且它們會保持在一起。你還應該注意到油和麵粉混合物最能粘附自身,而不是很好地粘附到其他表面。這是因為油聚合物更喜歡彼此抓住,而不是抓住像檯面之類的東西。因此,它應該感覺不那麼粘,並且更容易清理。
清理
用溼毛巾擦拭你的工作表面,並在完成麵粉後將其丟入垃圾桶。
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本活動由Science Buddies合作推出
