Fizik-Kimya-Matematik
Dr. Tuba Sarıgül
16/10/2020 - 16:30

Slime’ın Tuhaf Özelliklerini Keşfedelim

Yaş:
15
Zorluk:
Orta

 Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kendi slime’ımızı yaparken, bu eğlenceli malzemenin tuhaf özelliklerini keşfediyoruz.

Slime çılgınlığına siz de katıldınız mı? Parlak renkleriyle, yumuşak ve esnek yapısıyla slime hayli ilgi çekici bir oyuncak. Peki, slime’ın neden böyle “davrandığını” hiç düşündünüz mü?

Kendi slime’ınızı yapmayı hiç denediniz mi bilemiyoruz ama evde kolayca bulanabilen malzemelerle slime yapmak mümkün. Bunun için ihtiyacınız olan maddeler PVA tutkal (polivinil asetat ve polivinialkol içerir) ve boraks. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kendi slime’ımızı yaparken, bu eğlenceli malzemenin tuhaf özelliklerini keşfediyoruz.

Bilmekte Fayda Var!

Slime, polivinilalkol olarak isimlendirilen bir polimer ile boraks çözeltisinin bir araya gelmesiyle oluşur. Polimer, monomer olarak isimlendirilen molekül birimlerinin birbirine bağlanmasıyla oluşan çok uzun moleküllerdir.

Boraks ise günlük hayatta kullandığımız deterjanlarda ve lens solüsyonlarında bulunan bir maddedir. Boraks suda çözündüğünde eksi yüklü borat iyonları oluşur. Bu çözelti polivinilalkol içeren çözeltiye eklendiğinde uzun polimer zincirleri arasında zayıf bağlar oluşturur. Bu çapraz bağlar, polimer zincirlerinin birbirlerinin üzerinde kaymasını zorlaştırır.

Sonuçta ne tam olarak sıvı ne de tam olarak katı şekilde davranan bir malzeme olan slime ortaya çıkar.

Sert bir zemine attığınızda slime’ınız top gibi zıplar. Ancak bardağın kenarına koyup bir süre kendi hâlinde beklettiğinizde slime’ınızın yavaş yavaş da olsa bir sıvı gibi bardağın kenarından aktığını görebilirsiniz. Çünkü slime Newton tipi olmayan bir akışkandır. Bu kavram size çok teknik gelmiş olabilir. Aslında anlaşılması o kadar da zor değil.

Bazı akışkanların viskozitesi (Viskozite akmaya karşı direnç olarak tanımlanabilir.) sıcaklığa bağlı olarak değişir. Bu tür akışkanlar, Newton tipi akışkanlar olarak isimlendirilir. Örneğin bal ısıtıldığında daha kolay akar. Bazı akışkanların viskozitesi ise başka faktörlere (örneğin üzerine uygulanan kuvvete) bağlı olarak değişir. Bu tür akışkanlar Newton tipi olmayan akışkanlar olarak isimlendirilir. Örneğin ketçap çalkalandığında daha kolay akar.

Slime’ın üzerine kuvvet uygulandığında polimer zincirleri birbirlerine dolanır ve malzeme sertleşir. Slime kendi hâline bırakıldığında ise aralarında çapraz bağlar oluşan polimer zincirleri yumaklar meydana getirir ve bu yumaklar birbirlerinin üzerinde yavaş da olsa kayar.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • PVA tutkal
  • Boraks
  • Su
  • Cam bardak
  • Çay kaşığı
  • Gıda boyası ya da renkli sim

Uyarı!

Slime’a çıplak elle uzun süre temas etmek bazı insanlarda alerjik reaksiyonlara neden olabilir.

Ne Yapıyoruz?

Ne Oldu?

Tutkal yavaş aksa da yani akışkanlığı düşük olsa da normalde bir sıvıdır. Ancak içine yine bir sıvı olan boraks çözeltisi eklediğimizde ise yapısı değişti.

PVA tutkallarda polyvinilasetat ve polivinil alkol olarak isimlendirilen polimerler bulunur.

Boraks suda çözündüğünde bir bor atomuna dört hidroksil (OH-) grubunun bağlanmasıyla oluşan eksi yüklü borat iyonları meydana gelir.

İki karışım bir araya getirildiğinde borat iyonları ile polimer zinciri arasında zayıf bağlar oluşur. Bu durumda uzun polimer zincirleri belirli noktalardan birbirine tutunmuş olur. Bu olay çapraz bağlanma olarak isimlendirilir.

Polimer zincirleri arasında çapraz bağlar oluştuğunda ise polimer zincirlerinin birbirlerinin üzerinde kayması zorlaşır. Sonuçta slime olarak isimlendirdiğimiz yumuşak ve elastik bir malzeme ortaya çıkar. 

Deneyin!

Siz de hazırlarken içine koyduğunuz maddelerin (örneğin tutkal, su ya da boraks çözeltisinin) miktarlarını değiştirerek slime’ınızın yapısının nasıl değiştiğini gözlemleyebilirsiniz.

Kaynaklar:

Fizik-Kimya-Matematik

Aşağıda soru işareti ile gösterilen yerlere hangi rakamlar getirilmelidir?

Sevgili gençler, her zaman olduğu gibi önce geçen ay sorduğumuz problemin çözümü ile başlayalım.