La scienza di come funziona la melma

Tu lo sai limo. O l'hai realizzato come un progetto scientifico o ti sei spazzato via la versione naturale dal naso. Sai cosa rende la melma diversa da un normale liquido? Ecco uno sguardo alla scienza di cosa sia la melma, come si forma e le sue proprietà speciali.

La melma scorre come un liquido, ma a differenza dei liquidi familiari (ad es. Olio, acqua), la sua capacità di fluire o viscosità, non è costante. Quindi è un liquido, ma non un liquido normale. Gli scienziati chiamano un materiale che cambia viscosità un fluido non newtoniano. La spiegazione tecnica è che la melma è un fluido che cambia la sua capacità di resistere alla deformazione in base allo sforzo di taglio o alla trazione.

Ciò significa che, quando si versa la melma o si lascia trasudare attraverso le dita, ha una bassa viscosità e scorre come un liquido denso. Quando schiacci una melma non newtoniana, come un oobleck, o la picchietti con il pugno, ti senti duro, come un solido bagnato. Questo perché applicare lo stress stringe insieme le particelle nella melma, rendendo difficile per loro scivolare l'una contro l'altra.

La maggior parte dei tipi di melma lo sono anche esempi di polimeri. I polimeri sono molecole prodotte collegando insieme catene di subunità.

Una forma naturale di melma è mucosa, che consiste principalmente di acqua, mucina glicoproteica e sali. L'acqua è l'ingrediente principale anche in alcuni tipi di melma prodotta dall'uomo. Il classico melma del progetto scientifico la ricetta mescola colla, borace e acqua. Oobleck è una miscela di amido e acqua.

Altri tipi di melma sono principalmente oli anziché acqua. Esempi inclusi Putty sciocco e melma elettroattiva.

Le specifiche di come funziona un tipo di melma dipendono dalla sua composizione chimica, ma la spiegazione di base è che i prodotti chimici vengono miscelati per formare polimeri. I polimeri agiscono come una rete, con molecole che scorrono l'una contro l'altra.

Per un esempio specifico, considera le reazioni chimiche che producono la classica melma di colla e borace:

1. Due soluzioni sono combinate per creare melma classica. Uno è la colla di scuola diluita o l'alcool polivinilico in acqua. L'altra soluzione è borace (N / A₂B₄O₇.10H₂O) in acqua.
2. Il borace si dissolve in acqua in ioni sodio, Na⁺e tetraborare gli ioni.
3. Gli ioni tetraborati reagiscono con l'acqua per produrre l'OH^- acido ionico e borico:
   B₄O₇^2-(aq) + 7 H₂O 4 H₃BO₃(aq) + 2 OH^-(Aq)
4. L'acido borico reagisce con l'acqua per formare ioni borato:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃O⁺(Aq)
5. Legami di idrogeno forma tra lo ione borato e i gruppi OH delle molecole dell'alcool polivinilico dalla colla, collegandole insieme per formare un nuovo polimero: la melma.

L'alcool polivinilico reticolato intrappola molta acqua, quindi la melma è bagnata. È possibile regolare la consistenza della melma controllando il rapporto tra colla e borace. Se hai un eccesso di colla diluita rispetto a una soluzione di borace, limiterai il numero di legami incrociati che possono formarsi e otterrai una melma più fluida. Puoi anche regolare la ricetta limitando la quantità di acqua che usi. Ad esempio, potresti mescolare la soluzione di borace direttamente con la colla, producendo una melma molto rigida.