Stärke Power Gene Gooey Gele - Scientific American
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Einführung
Haben Sie sich jemals gefragt, wie Gele gemacht werden? Sie haben wahrscheinlich mehrere Arten von Produkten rund um Ihr Haus-einige, die Sie essen-die Einsatz-Gele: Puddings, Windeln, Schuheinlagen, Verpackung, Eis, Zahnpasta und viele mehr.
Ein Gel ist eine Mischung aus festen Partikeln in Flüssigkeit suspendiert. Die festen Partikel in dem Gel können Wasser aufnehmen, um das Gel zu verursachen in Volumen aufquellen und zu erhöhen. Wenn Sie jemals eine Windel in einer Wanne mit Wasser getunkt, haben Sie dies in Aktion zu sehen; die Windel wird anschwellen, wie es das Wasser absorbiert, und wenn Sie die Windel öffnen schneiden Sie die Stücke von Gel sehen, die das Wasser absorbieren. Diese Eigenschaften der Gele machen sie für eine Vielzahl von Zwecken sehr nützlich. Was sind einige der Dinge, die Sie dieser Gele denken kann, kann zu tun, helfen?
Hintergrund
Die Gele sind sehr häufig, weil sie so viele Anwendungen, nicht nur um das Haus, sondern auch in der Wissenschaft hat. Rund um das Haus könnten Sie auch Gele finden in: Knieschützer, JELL-O, Fahrradsitze, Sterno Kraftstoff, Lufterfrischer, Haarpflegeprodukte, kalte Packungen, Spielzeug und Medizin-Gel-Kapseln. Im medizinischen Bereich, Bio-Gele-Gele, die im Körper zur Reparatur enthalten suchten Arzneimittel-werden, die verwendet werden können, oder Medikamente zu liefern. Gele, insbesondere Aerogele wurden auf Raumsonden verwendet Sternenstaub zu sammeln und zurück zur Erde zu studieren. Die Gele haben sogar aufzuräumen radioaktive Kontamination entwickelt.
Ein einfaches Gel kann unter Verwendung von Maisstärke und Wasser hergestellt werden, und die Veränderung des Verhältnisses wird seine Eigenschaften ändern. Cornstarch, wie der Name schon sagt, ist Stärke aus Mais gewonnen. Stärke ist ein Kohlenhydrat gewöhnlich verbraucht, die aus vielen gebundenen Molekülen Glucose (eine Art von Zucker) hergestellt ist. Es wird von den meisten Pflanzen zur Verwendung als Energiequelle hergestellt. Wenn Wasser zugegeben wird, und es erhitzt wird, erfahren einige der Bindungen zwischen den Glucosemolekülen brechen und der Stärke „Verkleisterung“, was bedeutet, Sie haben sie Ihr ganz eigenes, selbstgemachtes Gel!
Materialien
- Maisstärke
- Wasser
- Messlöffel und Tassen
- Zwei Stirstöcke oder Gabeln
- Zwei mikrowellengeeignet Schalen
- Mikrowelle
- Ofenhandschuhe oder kleines Handtuch
- Gewachstes Papier
- Eine flache, harte Oberfläche (wie eine Küchenarbeitsplatte)
- Scratch Stück Papier und Stift (optional)
- Millimeterpapier (optional)
Vorbereitung
- Eine Schüssel, fügt ein Drittel und drei Teelöffel Tasse (oder ein Esslöffel) Wasser. Um die gleiche Schüssel ein Teelöffel Stärkemehl hinzu. Diese Schale enthält jetzt 5 Prozent cornstarch.
- Zu der zweiten Schüssel geben, ein Drittel Tasse Wasser. Zur gleichen Schüssel vier Teelöffel hinzufügen (oder einen Esslöffel und einen Teelöffel) von Maisstärke. Diese Schale enthält 20 Prozent Maisstärke.
- Jede Schale sollte das gleiche Gesamtvolumen haben. Zu verfolgen, welche Schüssel was ist. Vielleicht möchten Sie kleine Etiketten und einen Stift mit einem Kratzer Stück Papier machen.
- Verwenden extreme Vorsicht walten, wenn die Gele microwaving. Wie Sie das Gel erwärmen kann überhitzt werden und Verbrennungen verursachen.
Beobachtungen und Ergebnisse
Vor dem Erhitzen in der Mikrowelle war die 20 Prozent cornstarch Lösung weniger opak, weiße und schwerer zu rühren als die 5-Prozent-Lösung? Nach dem Erhitzen in der Mikrowelle, drehte sich beide Lösungen klar? Hat die 20-Prozent-Lösung viel dicker als die 5-Prozent-Lösung werden? Nach dem Abkühlen, hat die 20-Prozent-Lösung viel weniger als die 5 Prozent einer ausgebreitet?
Cornstarch besteht aus vielen Molekülen Glucose aus, insbesondere Amylopektin und Amylase. Wenn Stärke mit Wasser erhitzt wird, quellen die Stärkekörner und platzen, wodurch sie die Glucosemoleküle in das Wasser zu brechen und zu lösen. Folglich wirken die Stärkemoleküle mit mehr Wasser, die Zufälligkeit der Lösung zu erhöhen. Dieser Vorgang wird als Verkleisterung bekannt. Wenn die erhitzte Lösung von Stärkemehl und Wasser abkühlt, können die Amylase-Moleküle binden sie wieder ein Molekular mesh zu erzeugen. Je mehr Amylase-Moleküle sind, desto fester oder viskose, wird das Netz sein. Nach dem Erhitzen wird eine Lösung mit mehr Stärke in ihm, wie beispielsweise die 20 Prozent cornstarch Lösung im Vergleich mit den 5 Prozent ein, wird festere und klebriger ist. Weil es mehr viskos ist, wird die 20-Prozent-Lösung verteilt viel weniger als die 5 Prozent eines einmal abgekühlt. Verschiedene Gele können mit unterschiedlichen Stärken hergestellt werden, da Stärken Konsistenzen mit den Anteilen von Amylase und Amylopektin variieren, die sie umfassen.
Was könnten Sie Ihre Gele?
Maisstärke und Wasser gewinnen auch interessante Eigenschaften auf, wenn sie bei Raumtemperatur gemischt ist. Versuchen Sie, die Aktivität „Es ist ein Fest ... Es ist ein flüssiges ... Es ist Oobleck!“, Um mehr Wissenschaft Spaß mit diesen einfachen Zutaten.
Aufräumen
Lösungen mit cornstarch können sehr klebrig und chaotisch sein. Die 20 Prozent cornstarch Gel sollte in den Müll kompostiert oder geworfen werden. Die 5-Prozent-Lösung kann den Abfluss mit Wasser abgespült und nach unten weggeworfen oder verdünnt werden.