De wetenschap van hoe slijm werkt

Je weet van slijm. Je hebt het gemaakt als een wetenschappelijk project of je hebt de natuurlijke versie uit je neus geblazen. Weet je wat slijm anders maakt dan een gewone vloeistof? Hier is een blik op de wetenschap van wat slijm is, hoe het zich vormt en zijn speciale eigenschappen.

Slijm stroomt als een vloeistof, maar in tegenstelling tot bekende vloeistoffen (bijv. Olie, water), zijn vermogen om te stromen, of viscositeit, is niet constant. Het is dus een vloeistof, maar geen gewone vloeistof. Wetenschappers noemen een materiaal dat de viscositeit verandert een niet-Newtonse vloeistof. De technische verklaring is dat slijm een ​​vloeistof is die zijn vermogen om vervorming te weerstaan ​​verandert door afschuiving of trekspanning.

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

De meeste soorten slijm zijn dat ook voorbeelden van polymeren. Polymeren zijn moleculen die zijn gemaakt door ketens van subeenheden aan elkaar te koppelen.

Een natuurlijke vorm van slijm is slijm, dat voornamelijk bestaat uit water, het glycoproteïne-mucine en zouten. Water is ook het belangrijkste ingrediënt in sommige soorten door de mens gemaakt slijm. De klassieke wetenschapsproject slijm recept 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 Domme Putty en elektroactief slijm.

De details van hoe een type slijm werkt, hangt af 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 in water op in natriumionen, Na⁺en tetraborate ionen.
3. De tetraborate-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 om boraationen te vormen:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃O⁺(aq)
5. Waterstofbruggen vormen tussen het boraation en de OH-groepen van de polyvinylalcoholmoleculen uit de lijm en verbinden ze met elkaar tot een nieuw polymeer: ​​slijm.

De verknoopte polyvinylalcohol vangt veel water op, dus slijm is nat. U kunt de consistentie van slijm aanpassen door de verhouding van lijm tot borax te regelen. Als je een teveel aan verdunde lijm hebt in vergelijking met een borax-oplossing, beperk je het aantal cross-links dat zich kan vormen en krijg je een meer vloeibaar slijm. Je kunt het recept ook aanpassen door de hoeveelheid water die je gebruikt te beperken. U kunt de borax-oplossing bijvoorbeeld rechtstreeks met lijm mengen, waardoor een zeer stijf slijm ontstaat.