你能用奶和醋制成塑料吗?
你可能会想,制造塑料应该需要一些特别有毒且气味刺激的化学物质。但实际上可以在自己家里找到需要的东西来制作一块有延展性、像面团一样的材料。请不要把醋滴在你准备吃的鱼和薯片上,或把奶浪费在茶水里,要使用这两种液体让自己变成高分子化学家……
所需的材料
约0.5升奶
一个平底锅
一个筛子
一个搅拌用的勺子
20毫升白醋
一副橡胶手套
水
要做的事情
把奶倒入锅里,文火加热。在奶起沫要开锅的时候(不要让奶沸腾),掺入白醋,直到能看到黄白色橡胶一样的小块开始在锅里的混合液中凝结,同时液体变清。关掉加热用的热源并让锅冷却。
会看到的现象
首先,会闻到带有醋味的反应,这个反应是我们实验的关键。随着醋的加入和搅拌,锅中的液体变得更清亮了,同时形成了橡胶一样的块状物。当锅凉下来以后,你可以从液体中把那些小块用筛子滤出来,把剩下的液体倒入下水槽。戴好橡胶手套并在水中清洗那些小块,然后把这些小块一起压成一大团。这样做时,它们会发出“咯吱”的声音,好像要散开一样,但是用力揉几下之后它们会黏在一起。现在,可以发挥自己的艺术技能,把这个材料塑造成你喜欢的形状。《新科学家》的员工做出了一些球、五角星、心形的缀饰,甚至还有恐龙的脚印。让材料干燥一到两天,它会足够坚硬和可塑,还可以染色或涂漆。
究竟发生了什么
你刚才使用了一种酸,并通过加热从奶液中沉淀出了酪蛋白(一种蛋白质)。这里的酸是醋,其中含有醋酸。酪蛋白不溶于酸性环境,所以当加入醋时它们呈现为像塑料一样的球状小块的形式。酪蛋白的特性和我们周围见到的无数塑料物体类似,例如计算机键盘或电话机等,这是因为酪蛋白有着与其类似的分子形式。日常用品中的塑料基于一些被称为高分子的长链分子,这些分子具有大分子量。高分子的聚合强度来自其中数以亿计的分子纵横交错和相互交织盘结在一起的方式。
附注:
有些奶酪的制作依靠的就是这样一种类似的技术。酪蛋白的英文名称“casein”源自拉丁文“caseus”,意思为奶酪。印度产的被称为班尼卡酥酪的奶酪就是用与刚才制备塑料类似的方式制作出来的,不过所用的酸是柠檬汁而不是醋;之后,与我们刚才的塑料奶不一样,班尼卡酥酪没有经过干燥变得具有硌牙硬度的程度,所以它保持柔软并可以食用。