В классическом варианте этот опыт похож на фокус. Естествоиспытатель наливает в стакан самую обычную воду, накрывает картонкой и, аккуратно придерживая, переворачивает. А потом ставит на голову своему коллеге и выдергивает картонку. Но вода, как ни странно, остается в стакане. И в отличие от фокуса, здесь нет никакой ловкости рук — исключительно наука.
Тим Скоренко
Как устроены подгузники и что такое суперабсорбент
Важное свойство суперабсорбентов – обратимость реакции. Если положить полученный гель в тепло, то через некоторое время порошок «отпустит» воду, которую можно будет слить, а порошок отделить и высушить для повторного применения. Обратный процесс можно ускорить, посыпав гель солью (правда, потом соль смешается с порошком, что не очень удобно).

На самом деле хитрость все-таки есть. Прежде чем наливать воду в стакан, нужно насыпать туда немного суперабсорбирующего порошка. Тут и возникает три основных вопроса: что это такое, что происходит в стакане и где этот порошок взять.

Белый порошок

Еще в 1960-х министерство сельского хозяйства США занималось разработкой вещества, которое могло бы впитывать и сохранять максимальное количество воды для удержания жидкости в почве. В итоге получился полимер на базе крахмала, в котором часть молекул была замещена молекулами нитрила акриловой кислоты. Он мог впитывать воду в объеме, превышающем его собственный в 400 раз!

1. Насыпаем половину чайной ложки суперабсорбента в прозрачный стакан.

Впоследствии было создано значительное количество веществ-суперабсорбентов на базе акриламида, поливинилового спирта, полиакрилатов. Качественный абсорбент должен «пережить» ряд циклов «сухой — мокрый», то есть не только легко впитывать большое количество воды, но и легко ее отдавать.

Сегодня суперабсорбенты делают различными методами — в основном с использованием акриловой кислоты и гидроксида натрия. Также употребляются малеиновый ангидрид, карбоксиметилцеллюлоза и ряд других соединений.

Буря в стакане

Суперабсорбент действительно выглядит как ничем не примечательный белый порошок. Он способен впитать примерно в 500 раз больше воды по объему, чем занимает сам. В результате получается гель, на 99,9% состоящий из жидкости. Собственно, сам суперабсорбент в этом геле играет роль полимерного каркаса, придающего воде механические свойства твердого тела, вода же служит наполнителем.

2. Быстро заливаем теплой водой. Наблюдаем за постепенным, снизу вверх, замещением воды гелем.

Когда мы наливаем воду в стакан, суперабсорбент впитывает ее «снизу вверх» — если смотреть на это через прозрачную стенку стакана, будет видно, как продвигается вверх граница между гелем и жидкостью. Когда вся жидкость превращается в гель, стакан можно смело перевернуть — она не выпадет, если сильно не потрясти или не постучать.

Искусство добычи

Опыт требует предварительной подготовки. Например, где взять суперабсорбент? Все просто: он входит в состав целого ряда продуктов, свободно продающихся в обычных магазинах. В первую очередь это детские подгузники.

3. Аккуратно, чтобы не нарушить форму, вытряхиваем гель на стол.

Внутри подгузника находится вата, равномерно пересыпанная порошком. Чтобы извлечь его оттуда, нужно порядком потрудиться — лучше всего разрезать, затем выложить вату в герметичный пакет и сильно потрясти, тогда большая часть порошка скопится в уголке пакета. Из одного подгузника получается от половины до целой чайной ложки суперабсорбента.

Есть и другие товары, включающие суперабсорбенты. Например, детские игрушки, «растущие» при погружении в воду, или сельскохозяйственные гидрогели для подпитки почвы (можно найти в магазинах для растениеводства). В общем — дерзайте в гелеобразовании!

Статья «Секреты белого порошка» опубликована в журнале «Популярная механика» (№2, Февраль 2014).
Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.