ความลับของการขยายร่าง
โดยทั่วไปการละลายของสาร คือ การที่สารชนิดหนึ่งแพร่กระจาย จนมีความเข้มข้นของสารเท่ากันหมดทั่วทั้งของ เหลว แต่ในตัวดูดน้ำนี้ เนื่องจากมันประกอบขึ้นจากสารโพลิเมอร์ดูดซับยิ่งยวด ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ ที่โมเลกุลมีขนาดใหญ่มาก อีกทั้งโครงสร้างโมเลกุลก็มีลักษณะคล้ายร่างแห หรือตาข่าย ดังนั้นเมื่อโมเลกุลของน้ำแทรกซึมเข้าไปโมเลกุลของสารแล้ว โมเลกุลของสารโพลิเมอร์จึงเพียงแต่ถูกทำให้คลายตัวออกมา แต่ไม่สามารถแพร่กระจายออกได้ เพราะการยึดติดกันของเส้นสายโพลิเมอร์ใน โมเลกุลเอง จึงทำให้ลักษณะภายนอกหลังจากโพลิเมอร์ดูดน้ำเข้าไปแล้ว มีลักษณะเป็นก้อน คล้ายวุ้น หรือเจลใส และเมื่อนำก้อนโพลิเมอร์ที่อุ้มน้ำนั้นมาตากแดด หรืออบด้วยความร้อนเพื่อไล่น้ำแล้ว ก็จะได้สารโพลิเมอร์กลับคืนมาเหมือนเดิม
ส่วนการที่โมเลกุลของน้ำสามารถยึดเกาะกับ โมเลกุลของสารโพลิเมอร์ได้นั้น เกิดจากหมู่เอมีน (-NH2) ของสารโพลิอะคริลามีดเกิด "พันธะไฮโดรเจน" กับโมเลกุลน้ำ (H2O) แรงนี้เป็นแรงดึงดูดอย่างอ่อน ที่เกิดเฉพาะอะตอมของไฮโดรเจนกับอะตอมของออกซิเจน (O) หรือไนโตรเจน (N) หรือฟลูออรีน (F) เท่านั้น
เมื่อโพลิเมอร์ดูดซับยิ่งยวดกลายเป็นดินวิทยาศาสตร์สีสันสวยงาม
ของเล่นอันตรายและไร้ประโยชน์ ?
ในประเทศไทยมีการสั่งห้ามนำเข้าของเล่นตัวดูดน้ำเข้ามาจำหน่าย อย่างเด็ดขาด เนื่องจากเกรงว่าเด็กเล็กอาจเผลอหยิบของเล่นชนิดนี้ กลืนเข้าไปในร่างกาย แต่ในต่างประเทศ (ที่พัฒนาแล้ว) นั้น ของเล่นชนิดนี้สามารถนำมาใช้เป็นของเล่น และเป็นสื่อการเรียน การสอนทางด้านวิทยาศาสตร์ได้ และแม้ว่าตัวดูดน้ำจะเป็นของเล่นที่ถูกมองว่ามีอันตราย (สำหรับเด็กในประเทศไทย) แต่ในแง่มุมการออกแบบและประยุกต์ใช้แล้ว ต้องถือว่าสิ่งนี้ มีความน่าสนใจในแง่ของการนำสมบัติเฉพาะตัวออกมานำเสนอ ได้อย่างน่าสนใจทีเดียว
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- http://www.terrificscience.org/freeresources/presentations/pdfs/saltsolution.pdf
- http://www.webpak.net/~toddj68/exper.htm
- http://scifun.chem.wisc.edu/CHEMWEEK/POLYMERS/Polymers.html
- http://www.water-keep.com/about/science-superabsorbent-polymers.html
บทความ
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น