O MAGICZNYM PIASKU, KTÓRY ODPYCHA WODĘ.

Zastanawiałeś się kiedyś jak jest zrobiona wodoodporna odzież? Albo dlaczego woda wylana na liście kapusty nie wsiąka w nie, lecz po nich spływa?
Jeśli tak, to nurtowało Cię zjawisko hydrofobowości, które wiele lat wcześniej zaintrygowało naukowców. Opowiemy Ci o nim w naszym artykule, którego lektura zajmie Ci nie więcej, niż 10 minut.

WODOODPORNE Z NATURY ?

Słowo hydrofobowy pochodzi od greckich słów HYDRO i PHOBOS (czyli woda i strach) i oznacza właściwość powierzchni materiału do bycia niezwilżalnym przez wodę. Zjawisko to wiele lat temu zaobserwowano w naturze, a konkretnie przyglądając się liściom lotosu. Zauważono, że rośliny te, choć całe swe życie spędzają w mulistej wodzie, nigdy nie ulegają zabrudzeniu. Ta obserwacja zaciekawiła naukowców i skłoniła ich do przyjrzenia się budowie tych roślin.

Okazało się, że liście lotosu, dzięki swojemu składowi chemicznemu oraz strukturze mikroskopowej, posiadają naturalną zdolność do samooczyszczania. Woda, zamiast w nie wsiąkać, spływa po nich zbierając przy okazji wszelkie zabrudzenia. To zjawisko nazwano EFEKTEM LOTOSU i postanowiono odwzorować je, tworząc inne materiały. W ten sposób powstała wodoodporna odzież, samochodowe szyby albo PIASEK HYDROFOBOWY.

MAGICZNA MOC PIASKU HYDROFOBOWEGO.

Piasek hydrofobowy, choć wygląda jak zwykły piasek, to w rzeczywistości jest czymś absolutnie niezwykłym. Gdy wrzucisz go do wody, zamiast zamoknąć, opadnie na jej dno w postaci zjawiskowych kształtów. Gdy po jakimś czasie wyjmiesz go z wody, zaskoczy Cie tym, że jest suchy. A wszystko to dzięki specjalnej powłoce, którą został pokryty pierwotnie po to, by… RATOWAĆ OCEANY. A jak się to miało odbywać?

PIASEK, KTÓRY POŻERA OLEJ?

Zdolność odpychania cząsteczek wody nie oznacza odporności na inne substancje. Piasek hydrofobowy nie lubi wody, ale bardzo chętnie łączy się z olejami. Postanowiono więc wykorzystać go zbierania plam ropy, które w wyniku wypadku wyciekły do oceanów. Wysypany na takie plamy piasek łączył się z nimi, a następnie opadał wraz z nimi na dno. Niestety, ta metoda walki z zanieczyszczeniami okazała się zbyt droga do wykorzystania na masową skalę. Ale piasek hydrofobowy pozostał w użyciu. Wykorzystywany jest on teraz między innymi do zakopywania połączeń w miejscach, gdzie panuje wielki mróz, bo dzięki temu, że nie zamarza, pozwala w każdym momencie dostać się do nich na przykład w celu ich naprawy.

PRZYKŁADY DOMOWYCH EKSPERYMENTÓW Z PIASKIEM HYDROFOBOWYM.

Nie ma lepszej metody nauki, niż nauka przez zabawę. Z tego właśnie powodu, piasek hydrofobowy i jego niezwykłe właściwości znakomicie nadają się do przeprowadzania domowych eksperymentów i ciekawych doświadczeń oraz przekonania się jak fascynująca może być nauka.

Zestaw z piaskiem hydrofobowym TUBAN zawiera aż pięć kolorów piasku, miarkę do nasypywania i wyjmowania piasku oraz specjalne akwarium czyli wszystko to, co potrzebne jest do:
– poznania zjawiska hydrofobowości,
– zbudowania zjawiskowych, podwodnych kształtów,
– wcielenia się w rolę magika wyciągającego z wody suchy piasek albo naukowca przeprowadzającego rozmaite ciekawe
eksperymenty.

Oto kilka przykładów eksperymentów, jakie można przeprowadzić w domu z PIASKIEM HYDROFOBOWYM TUBAN.

EKSPERYMENT 1 – TO JAKAŚ MAGIA!
– napełnij pojemnik wodą do 3/4 jego wysokości,
– używając miarki wsyp piasek do pojemnika z wodą i obserwuj jakie kształty w niej tworzy,
– obserwuj jak zachowuje się piasek na powierzchni wody, a jak gdy tonie,
– a teraz, przy pomocy miarki, spróbuj wyciągnąć piasek z wody i zobacz co się wtedy z nim stanie.
To, co obserwujesz to nie do końca maga – to fizyka i chemia! 🙂 Piasek hydrofobowy odpycha wodę cały czas, nawet gdy tonie. Dlatego po opuszczeniu wody nadal jest suchy. Cienka warstwa powietrza i specjalna powłoka piasku sprawiają, że woda nie jest w stanie go zmoczyć.

EKSPERYMENT 2 – O NIE! NIE TONIE!?!
– wlej wodę do pojemnika,
– wybierz jeden z kolorów piasku i posyp nim taflę wody
Zauważ, że w przeciwieństwie do zwykłego piasku, ziarenka piasku hydrofobowego unoszą się na powierzchni wody. To wszystko dzięki pokrywającej je warstwie hydrofobowej oraz temu, że delikatnie rozsypane na powierzchni wody ziarenka nie powodują obniżenia napięcia powierzchniowego wody.

EKSPERYMENT 3 – POŻERACZ OLEJU
Do tego eksperymenty będziesz potrzebować kilku kropli oleju spożywczego (poproś rodziców o pomoc).
– na wieczko od pojemnika wysyp niewielką ilość dowolnego koloru piasku hydrofobowego tworząc „kopkę”,
– utwórz w nim palcem “krater” – mały otwór na środku kupki,
– umieść dwie krople oleju w kraterze i zobacz co się stanie z olejem.
Olej jest także przykładem substancji hydrofobowej, który także przyciąga materiały lipofilowe (którym jest piasek hydrofobowy). Olej zostaje wchłonięty przez piasek – powłoka na hydrofobowym piasku wiąże z nimi cząsteczki oleju.

EKSPERYMENT 4 – NA RATUNEK OCEANOM
– na powierzchni wody umieść kilka kropli oleju spożywczego ,
– wybierz dowolny kolor piasku hydrofobowego i posyp nim taflę wody aż cały olej zostanie wchłonięty przez piasek i razem
zatoną.
Olej jest substancją hydrofobową jak piasek – nie tonie i nie łączy się z cząsteczkami wody. Powłoka piasku hydrofobowego jest niepolarna – nie posiada ujemnie i dodatnio naładowanych cząsteczek. Olej także jest niepolarny, dlatego zarówno olej jak i piasek hydrofobowy nie mogą tworzyć chemicznych związków z polarnymi cząsteczkami wody. Substancje niepolarne mogą łączyć się z innymi substancjami niepolarnymi, dlatego piasek hydrofobowy łączy się z olejem i razem opadają na dno.

Jak widać, przeprowadzanie domowych eksperymentów z wykorzystaniem piasku hydrofobowego, to zarówno ciekawa, jak i bardzo pouczająca zabawa. A taka zabawa jest przez dzieci najbardziej kochana.