整日到處跑的學生王子,頭腦敏捷,充滿想像力,沒有甚麼學科能難到他。熱愛冒險,對任何事物都有好奇探究的心。好動得很,喜歡到處遊歷和結交新朋友。
物質三態的灰色地帶
我們常常把物質分成固態、液態和氣態三個形態,但有不少物質因受組成分子的特質影響,而擁有介乎兩個形態之間的特性,十分古怪!
糖漿
雖然糖水是液體,但隨着糖的濃度愈來愈高,就會變得愈來愈黏稠,愈來愈像固體。而且,糖分子的特性,會使糖水變黏稠的程度比其他溶液較明顯。
當糖分子十分密集時, 由於分子多處可產生縱橫交錯的連結,致使分子間互吸力強,不易流動。
瀝青
瀝青是石油中的一種非常黏的成分。英國已故的湯瑪士.帕奈爾教授在 1927 年開始瀝青滴漏的實驗,量度瀝青向下滴的速度,從而測試其黏性。這實驗已進行了 93 年,目前仍在繼續!
在這 93 年間,僅有9 滴瀝青滴到下方的杯內。目前瀝青每 14 年就掉下 1 滴,而第 9 滴於 2014 年滴下, 所以第 10 滴估計將在 2028 年才會滴下來!
花生醬
花生醬看起來完全不流動,但其實它是比糖漿更黏稠的液體。
花生醬含有油分。油分子非常細長,是微觀世界的「龐然大物」,所以它非常「霸道」,會阻礙彼此流動,混合其他成分的微粒後,使花生醬黏稠得像固體。
流沙
沙粒是固體,但當混合適量的水分後,就變成惡名昭彰的流沙。當流沙不受外力影響時,它具有液體的特性;但受力時(例如有人在流沙中掙扎)就會變成固體,這就是掉進流沙後難以逃走的原因。
氣溶膠
當液體或固體微粒散佈在氣體中,就形成氣溶膠。天然的氣溶膠包括雲、霧等,而人工的則有止汗噴霧等噴劑產品。
雖然懸浮粒子散佈在空氣中,但它們仍保有本身的物態。
第四態:電漿
除了基本的物質三態外,還有一種稱為電漿的第四態,一般是指空氣因高熱等原因而失去電子,變成帶有電荷的粒子團。火焰、恆星表面等都可找到電漿。
凝膠的種類
凝膠也是一種特別的物質型態,而且在日常生活中有不少應用,讓我們來了解一下吧!
魚膠
魚膠由魚膠粉加水製成。魚膠粉來自動物的骨膠原,一般用來製作甜品。
魚膠本身沒有味道, 但只要加入水果等材料, 就能製成美味的啫喱!
海藻酸鈣
海藻酸鈣由海藻酸鈉加入含鈣的鹽製成,而海藻酸鈉則由海藻提煉而成。這種凝膠材料通常能製成一層凝膠外膜,內部卻仍然保持液態。
有人利用這種凝膠的特性,嘗試以海藻酸鈣取代膠樽,發明可食用的「水球」。
矽膠
我們可在包裝袋裏找到這種凝膠,它們一般呈珠子的形狀,包在一個袋內, 用來吸收包裝內的濕氣。
這種矽膠(Silica Gel) 並不是指製作模具、容器等的矽橡膠(Silicone),而是用矽酸鹽及水混合而成的混膠。
多元化的凝膠用途
隔熱神器?
凝膠一般含有液體成分(通常是水),但只要用特別方法把液體移除,就能製成空氣凝膠。它的密度非常低,而且隔熱性能絕佳。
用空氣凝膠製成的防火及隔熱物料,即使其中一面被600℃的火焰焚燒,另一邊的溫度也只是約50℃!
海底輸油管的石油須先加熱才輸入管內,以免石油因太冷而凝固,而管道會以空氣凝膠包着,以防石油散熱過快。
個人清潔用品
洗髮水、沐浴露等產品一般是黏稠的液體,有些甚至接近凝膠的性質。它們通常含有表面活性劑,用來化解水的表面張力,令油性物質及水較易混合,然後可以一起沖走。
由於清潔用品黏性較高,使用時就不易流到地上,避免浪費。
不少個人清潔用品都含有簡稱SLS(Sodium Lauryl Sulphate) 的表面活性劑,例如牙膏。當我們用牙膏刷牙後,吃甜的東西卻會覺得苦,就是這種物質所致。
培養細菌的啫喱
細菌也喜歡吃啫喱!科學家在實驗室內培植細菌時,會用稱為培養皿的圓碟盛載一塊啫喱狀的培養基,並在上面培養細菌或其他微生物。
這塊「啫喱」本來是液體, 裏面飽含養分,如糖分、礦物質等。在加入大菜後即可製成凝膠狀,因此也稱為大菜糕。
種出來的微生物聚集成多個「菌落」(Colony), 可放到顯微鏡下觀察。
用作槍擊目標?
有一種「彈道凝膠」可用來研究子彈刺穿人體後的狀況。這種透明凝膠的密度經科學家仔細調節,跟人類肌肉相近。科學家進行實驗時,會對凝膠發射子彈,配合高速攝影機進行觀察,以採集數據。
可看到兩粒子彈在凝膠內相撞留下的坑道。
本文由《兒童的科學》提供。