高分子吸水体でうにょうにょ工作

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こんにちはみなさん。        おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
いつもの東児童館で、高分子吸水体の実験を行ってきたので、アップします。
以前も行ったことがあるので、演示などは、こちらとほぼ同じです。
今回は、工作をちょっと変えたので、そこを書いていきますね。
これは、実験隊のFBページ
で、ずっとアップしていたので、そのご報告でもあります。
お友達が作ったのは、小さなものなのです。
IMG_2305.JPG

今回は、普通バージョンを試行錯誤したので、
そのあたりをアップしますね。
大事なところには、★を入れています。
最初にFBページの方にアップした動画はこちらです。
音が出ます。
なかなか、面白いでしょう。
で、何を使っているかというと、
先のリンクをご覧の方はお分かりだと思うのですが、
高分子吸水体の透明なものを水に入れています。
高分子吸水体はほとんどが水なので、水に入れたら、見えにくくなります。
そこに、油絵の具の青色をオイルで溶いたものを入れています。
オイルは、水より軽いので、上にうにょうにょ上っていきます。
最初、油絵の具が水や高分子吸水体の方に溶け出ていかないかな?と思ったのですが、
油絵の具は、どちらかというと、オイルとなかよしなので、溶け出ることはないでしょう!
と思い、うまくいくと思っていました。
でも、4・5日すると、下記画像右のように、濁ってきました。
ありゃ~!と残念!な感じです。
DSCN0125.JPG
でも、上の画像の左の方は、濁った感じが少しましなような気がしませんか?
実は、この2つ、オイルが違うのですよね。
右の濁っている方は、ベビーオイル(ダイソー)、
左は、ペトロール(500mL1,560円モノタロウ、別名テレピン油ともいう)というもの。
このペトロールは、オイル以外の混じりけが少ないようです。臭いもほとんどない。
ただしテレピン油の中には、混じりけのあるものもあるようです。

ベビーオイルの方は、オイル以外のものも入っているようです。
といっても、オイルと
相性がいいはずなので、余り濁らないと思ったのですが。
だから、まとめると
★油絵の具を溶かすには、混じりけのないオイルが良い

次に、
下記の画像、右以外は、すべて、混じりけの少ないペトロールなのですが、
なんとなくですが、
青の油絵の具(顔料)が 濁りやすい気がします。
DSCN0126.JPG
顔料は、こんなものが使われています。
DSC_1534.JPG
図解雑学よくわかる色彩の科学 永田泰弘・三ツ塚由紀子著より
構造式などわかるので、それから判断できるかもしれないけど、
★顔料の種類によって、混じる(浸潤)して行き方が違うかもしれません。
で、
一つ考えたのが、最初から、水と油絵の具をオイルで溶かした溶液を作っておいて、
ある程度平衡状態になってから、
そこに、高分子吸水体の粒を入れて、膨らませたらいいのではないかと。
やってみたのですが、いまいちご報告するほどの「よさ」はなかったので、ここは、
割愛。
後、画像はないのですが、
★温度によって、浸潤の度合いが違う
ようで、
できたら、常に同じ状態において置いた方が、いいように思います。
朝寒いときには、透明度が高かったのだけど、お昼暖かくなると、濁ってきた
と感じることもありました。
それと、今回は、
★ガラス容器を使っています。
ガラス容器は、顔料によって、色がつきにくいからです。
それと、
★容器をきれいにしようと、洗剤で洗ってはいけません。
洗剤には、界面活性剤が入っていて、オイルは、小さな粒になってしまいます。
下記の画像縦のものは、大丈夫ですが、
横になっている試験管は、洗剤で洗ったために、粒々になっています。
DSCN0100.JPG
アップしたのがこちら
DSCN0101.JPG
何度も水ですすいでも、ダメでした。
それと、下記も、容器の壁に顔料?がへばりついてますよね。
DSCN0098.JPG
これは、おそらく、最初からの汚れ?容器の表面の状態が悪いのでしょう。
薄いアルカリ水に付けたりしたらよいのかもしれませんが、ちょっと面倒ですね。
★容器によっては、壁に色がついてしまう状態のものがあるかもしれない
ということで、
最初の青いうにょうにょができたときのものすごい、喜びがなんとなく、
しぼんできてしまいました。

ただ、少しぐらい、濁ってもいいよ。という方なら、やってみるのは、ありだと思います。

で、ちょっと考えたのがこちら。

どうですか?

濁ってないし、ちょっとは、いい感じ?しませんか?

この黄色いのは、黄色い油絵の具ではなく、
オリーブオイルです。
これだと、顔料を含んでいないので、ガラス容器にする必要はありません。

プラスチックでもいいのですが、下記の画像ちょっと違いがあるのわかりますか?
DSCN0102.JPG
左は、ガラス容器。右は、プラスチック(ポリスチレン)
左のガラスの方が透明度が高いです。
プラスチックだったら、アクリルくらいがいいのでしょうね。
でも、まあ、使えないわけではありません。
動画と同じものですが、
右がポリスチレン容器入り
真ん中が、ガラス容器に、4日くらい入れたもの
左は、ガラス容器に、入れたばかりのもの。
DSCN0127.JPG
真ん中は、少し色が穏やか?になって、いますが、高分子吸水体に浸潤して
はいません。水の方にも、わかるほどは、混ざっていません。
ってことで、
青や緑や赤い色がうにょうにょする、面白さは再現できないけど、
それを知らなきゃ、
オリーブオイルでも、行けそうです!
本当は、この工作は、大人向けに考えたので、大人の人にしたら、オリーブオイルと
初めからわかると、いまいちかな~。という気もないではないのですが...
工作の準備をしながら、このガラス容器は、汚れがないかな?
この顔料は、濁らないかな?と不安に思うよりは、
オリーブオイルでやった方が、すっきりできそうな気がしてきました。

おまけ!
この工作を考えたのは、ダイソーで、これを見たからです。
DSCN0096.JPG
オイルモーションというおもちゃ。
一つ200円です。
左のものは、横から見ると2層に分かれています。
DSCN0124.JPG
色づいている方が、水で、透明な方が、オイルです。

右のものは、オイルモーションと書いてあるけど、
水と砂を使っていると書いてあります。
でも、砂というのは、?な気がします。
水に浮く、プラスチック、低密度ポリエチレンで、代用できるんじゃないかな?
と思って、アイロンビーズ
DSCN0105.JPG
を、平たく伸ばして、チーズをおろす金属のモノ
(大根おろしのようなもの)を使って、粉にして、やったら、水に浮かんで
これまでの容器に入れて、逆さにしたら、上に浮きがってきて、
出来はしたのですが、いまいちだったし、手間もかかったので、
これもアップはしません。すみません。
上の100円ショップのものは、逆さ砂時計のように、上に上がっていくので、それだと
面白いですね。

で、今回の高分子吸水体は、粒のものをネットで購入したのですが、100円ショップでも、
購入できます。
よくある下記の画像上のものは、消臭剤のビーズです。
ただ、これは、消臭効果のある薬品が入っているので、その成分が影響するので
いまいちです。
保冷用のジェルは、混じりけがないので、いいのではないかと思っています。
DSCN0106.JPG
長々、はっきりすっきりしないことを書きましたが...
そもそも、高分子吸水体が、どうして、水を保持できるかを書いたので、
下記において置きますね。
高吸水性ポリマーのことを今回は、ビーズとしています。
~~~~~~~~~~~~~~~~
では、このビーズは水風船のように、膜で水を保持しているのでしょうか?
実は、そうではありません。
高吸水性ポリマーの分子は、吸水前は長い高分子のひもが糸マリのように
丸まって小さくなった構造をしています。
図○は、代表的な高吸水性ポリマーであるポリアクリル酸ナトリウが吸水した
様子を簡単に示したものです。
高吸水性ポリマーは.png
①ポリアクリル酸ナトリウムに水が入り込むと
②COO-とNa+のイオンに分かれ
③Na+の一部は、外の水に出ていくのですが、COO-は分子にくっついて
いるので出て行けず、全体としてマイナスイオンが多くなり
④そのマイナスイオンの反発で、ポリアクリル酸ナトリウムは膨れていきます。
⑤そうすると、さらにそこに水が入ってこれるようになり、さらに膨れるのです。
 高吸水性ポリマーはその性質を利用して・・・・
と続きます。
~~~~~~~~~~~~~~
高校生でイオンとか習ってはいたのですが、おお~。こんなところで理解につな
がったって感じです。

わかりにくいことがあると思います。
コメントくださいね~。



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