Tieteen selitys liman hytinälle! Miksi slime on niin pomppivaa – ja mikä on “sähköslime”?
Tervehdys! Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
”Tahmeaa, hyllyvää ja ihanan viileää!”
Tämä mystinen tunne saa kaikki alakoululaisista yläastelaisiin hullaantumaan. Kyseessä on tietysti taika-aine nimeltä lima – eli kotoisasti slime. Se on fysiikan ja kemian työtuntien ikisuosikki, mutta olisi sääli jättää se vain mukavaksi leikiksi.
Todellisuudessa lima on portti kemian ihmeelliseen polymeerien maailmaan. Tässä artikkelissa sukulaisemme liman dramaattiseen syntyprosessiin ja kokeilemme jotain todella säväyttävää: muutamme liman sähkönjohtimeksi. Tehdään tiedettä!
Näin valmistat täydellistä limaa
Aloitetaan perusreseptillä. Salaisuus piilee täydellisessä suhteessa.
Tarvikkeet:
- PVA-liimaa (askarteluliimaa) 50 g
- Noin 60-asteista vettä 50 g (Lämmin vesi auttaa sekoittumisessa. Suhde liimaan on 1:1)
- Booraksia 20 g
- Vettä 200 g (booraksiliuosta varten)
- 3 kertakäyttömukia, vaaka ja sekoitustikku
- Vesivärejä tai elintarvikeväriä
PVA-liimaa ja booraksia löydät usein askartelukaupoista tai apteekeista.
PVA-liima
Booraksi
Tiesitkö, että booraksia käytetään tavallisesti esimerkiksi näihin:
Puhdistus ja hajunpoisto: Roskakorien raikastamiseen, mattojen puhdistukseen tai vessan pesuun.
Pyykinpesu: Se pehmentää vettä ja tehostaa pesuaineen tehoa.
Tärkeä huomio: Vaikka booraksi on luonnontuote, se on myrkyllistä.
Älä laita suuhun: Huolehdi, etteivät pienet lapset tai lemmikit pääse maistamaan aineita.
Varo haavoja: Se imeytyy helposti ihon läpi, joten käytä suojakäsineitä, jos kätesi ovat rohtuneet tai niissä on haavoja.
Kokeen vaiheet
Valmista kylläinen booraksiliuos. Laita mukiin 200 g vettä ja lisää 20 g booraksia. Sekoita hyvin. Pohjalle jää todennäköisesti liukenematonta booraksia, mutta älä välitä siitä. Käytämme vain kirkkaan pinnalla olevan nesteen.
Ota toinen muki ja mittaa siihen 50 g noin 60-asteista vettä. Lisää joukkoon suosikkiväriäsi ja luo oma uniikki sävysi!
Mittaa kolmanteen mukiin 50 g PVA-liimaa.
Kaada PVA-liima värjättyyn veteen ja sekoita huolellisesti, kunnes seos on tasaista.
Lisää joukkoon vähitellen 20 g aiemmin valmistamaasi booraksiliuoksen kirkasta osaa ja sekoita koko ajan.
Noin 30 sekunnin sekoittamisen jälkeen huomaat, että seos muuttuu raskaammaksi ja alkaa vetäytyä kasaan. Lima on valmista!
Miksi lima jähmettyy? Molekyylitason silta
Kuinka juokseva liima muuttuu sekunneissa kimmoisaksi limaksi? Kyseessä on kemiallinen reaktio nimeltä silloittuminen.
1. Liima on täynnä pitkiä ketjuja
Liman raaka-aine PVA (polyvinyylialkoholi) on polymeeri, joka koostuu valtavan pitkistä molekyyliketjuista. Vedessä nämä ketjut uivat vapaasti toistensa lomassa, minkä vuoksi liima on juoksevaa nestettä.
2. Booraksi toimii siltana
Kun veteen lisätään booraksia, syntyy boraatti-ioneja. Nämä ionit tarttuvat PVA-ketjuihin ja alkavat sitoa niitä toisiinsa kuin pienet kytkimet tai sillat.
PVA: Pitkät lankamaiset molekyylit.
Boraatti-ionit: Toimivat kuin klipsit, jotka napsauttavat langat yhteen.
3. Vesi jää vangiksi verkon sisään
Kun ketjut muodostavat verkkorakenteen, ne vangitsevat väliinsä valtavasti vesimolekyylejä. Nesteen liike rajoittuu, mutta suuren vesimäärän vuoksi se ei muutu kovaksi esineeksi. Tämä nesteen ja kiinteän aineen välimuoto (geeli) on juuri sitä, mitä me kutsumme limaksi!
Uskomaton sovellus: Sähkölima-koe
Lima voi toimia myös muovailtavana virtajohtona! Tässä on ”Sähkölima”-koe, jossa fysiikka ja kemia kohtaavat hienolla tavalla.
Jaa lima kahteen osaan. Työnnä pariston johdot ja LED-lampun jalat eri limapalloihin. Katso! LED syttyy palamaan. (Huom: Älä kytke LEDiä suoraan paristoon ilman limaa, sillä liian suuri jännite voi rikkoa lampun. Lima toimii tässä sopivana vastuksena.)
Rakennetaan hyllyvä virtapiiri.
Virta päälle! Se loistaa upeasti.
Kun vedät limat erilleen, valo sammuu. Se toimii kuin kytkin.
Kokeile tätä hämärässä huoneessa; liman läpi hehkuva valo on todella tunnelmallinen ja kaunis.
Miksi lima johtaa sähköä?
Salaisuus on limaan liuennut booraksi. Vedessä booraksi hajoaa ioneiksi, jotka ovat sähköä kuljettavia hiukkasia. Nämä ionit pääsevät liikkumaan liman sisällä, mikä mahdollistaa sähkövirran kulun aivan kuten metallijohdossa.
Vielä mielenkiintoisempaa on se, että jos venytät limaa pitkäksi, LED-valo himmenee. Jos taas teet limasta lyhyen ja paksun, valo kirkastuu. Tämä on täydellinen tapa oppia konkreettisesti, miten sähkövastus muuttuu johtimen pituuden ja paksuuden mukaan!
Lima on paljon muutakin kuin lelu. Se on laboratorio kämmenelläsi.
Yhteystiedot ja tiedustelut
Haluatko tuoda tieteen ihmeet lähemmäs arkeasi? Täältä löydät vinkkejä kotona tehtäviin kokeisiin! ・Tiedeblogini on nyt myös kirjana. Lue lisää täältä. ・Lisätietoa minusta (Ken Kuwako) löydät täältä. ・Yhteistyöpyynnöt (luennot, työpajat, TV-esiintymiset jne.) täältä. ・Seuraa uusimpia päivityksiä X:ssä!
