Bienvenido a mi fácil instructivo de limo.

Actualización: he añadido la versión translúcida y más viscosa. Echale un vistazo.

Primero, quiero agradecer la amable ayuda de JustAnotherDave que ha hecho un excelente trabajo en la edición de este instructivo. Muchas gracias:)

Mostraré cómo hacer su propio limo de alta calidad (este limo no es Oobleck; no se hace con almidón) en menos de 15 minutos (el tiempo comienza una vez que haya reunido los materiales). Por supuesto, aprenderá sobre dos temas relacionados con la estructura y el comportamiento del limo: polímeros y fluidos no newtonianos. Para aprender lo que significa "reopectico", sigue leyendo.

Primero vamos a hacer limo, luego explicaré la ciencia detrás de limo.

Suministros:

Paso 1: La seguridad es lo primero

Este proyecto es muy seguro.

Sin embargo, implica el uso de bórax que puede causar irritación de la piel y los ojos, así que no lo toque y, por supuesto, no te lo comas. ¡Es tóxico si se come! Lávese muy bien las manos después de terminar su proyecto y ya no use las cucharas y frascos que usó en este experimento para la comida.

El limo resultante también es seguro para niños mayores de 5 años, pero no para comer (¡imagínese lo que un polímero muy viscoso le haría a cualquier estómago!). ¡Si se come accidentalmente, busque asistencia médica de inmediato! Te aconsejo que cuides a tus hijos mientras juegan con ellos para evitar accidentes. Si usted o sus hijos son alérgicos a cualquier cosa, use guantes para manipular el limo. No soy responsable de ningún daño o accidente causado por hacer o jugar con limo.

Paso 2: Materiales

Para hacer limo, necesitarás los siguientes materiales. Los materiales son baratos; Deberías poder comprar todo por menos de $ 15.

2 cucharas

2 matraces de cristal

Bórax

Agua destilada

Pintura de gouache (si quieres hacer limo translúcido, usa colorante para alimentos)

Mucilage: Este es el alma del limo. Aquí en México es muy común y barato, pero es difícil de encontrar en otros países. Amazon.com tiene un mucílago de color ámbar que actualmente cuesta menos de $ 2 por 3 onzas. El mío es incoloro, pero creo que el ámbar también funcionará. Si no puede encontrarlo, puede usar pegamento blanco pero los resultados no son los mismos. Probé con pegamento blanco y puedes obtener un buen limo, pero es muy diferente del que usas con el mucílago. Para hacer limo translúcido debes usar mucílago.

Muy importante: No utilice pegamentos a base de silicona. Son tóxicos por los disolventes que contienen. También son inflamables y no solubles en agua. Puede obtener un polímero viscoso y muy desordenado, pero no puedo recomendar ese método. Los humos de solventes son muy fuertes y los resultados son pobres. Si quiere intentarlo, hágalo bajo su propio riesgo en un área bien ventilada y NO le dé este limo a los niños. No es seguro.

Ahora que has recogido los materiales, ¡hagamos limo!

Paso 3: Solución de bórax

Verter de 100 a 150 ml de agua destilada en un matraz.

Agregue una cucharada de bórax y revuelva bien hasta que todo el bórax se haya disuelto.

Ahora deberías tener una solución clara. Se paciente. El bórax lleva tiempo para disolverse. Si no se disuelve completamente, agregue un poco más de agua.

Ahora que tiene su solución, continúe con el siguiente paso.

Paso 4: Solución de mucílago

Esto es realmente fácil de hacer. Vierta un poco de mucílago en un matraz. La cantidad depende de la cantidad de limo que quieras hacer. Te recomiendo que comiences con pequeñas cantidades. Una vez que haya dominado la técnica, puede hacer grandes cantidades de limo si lo desea.

Agregue una cantidad de agua igual a la cantidad de mucílago. Buscamos una solución de mucílago al 50%.

Ahora agregue unas gotas de pintura gouache y mezcle bien hasta obtener una mezcla homogénea.

Paso 5: El limo

Limo grueso

Puedes ver este paso en el siguiente video o seguir leyendo.

Tome media cucharada de su solución de bórax y agréguela a su solución de mucílago. Remover. Notará un cambio inmediato en su solución de mucílago: se vuelve viscosa.

Dependiendo de la textura que desee (la que yo hice es más gruesa), agregue más o menos bórax. Si desea un limo elástico, no agregue demasiada solución de bórax; Si quieres un limo más grueso, agrega más bórax. Pruebe diferentes cantidades de bórax hasta obtener la textura que desea.

Una vez que haya terminado, saque su limo del matraz y moldéelo con las manos. Será mojado y un poco pegajoso, pero cuanto más lo moldes, mejor se mezcla. Su textura mejora y se vuelve más firme.

Tiende a secarse, así que usa una bolsa Ziploc para almacenarlo. Manténgalo en el refrigerador para extender su vida útil. También puede mantenerlo a temperatura ambiente si lo desea, simplemente mantenerlo bien embalado.

Lodo translúcido, más elástico y "más delgado"

Hacer este tipo de limo es básicamente lo mismo que hacer un limo grueso. Solo hay dos diferencias: la cantidad de bórax y la coloración. Usted agrega menos bórax y tiene que usar colorante para alimentos en lugar de pintura para obtener un limo translúcido.

La otra diferencia es que tienes que hacerlo en lotes. No puede hacerlo en un solo lote porque no puede agregar demasiado bórax. Esta es una forma realmente básica de controlar la reacción de polimerización, pero funciona bien.

Aquí está el video:

Ahora que ha terminado, siga leyendo para ver la explicación de lo que sucedió mientras jugaba con su baba y aprendió, entre otras cosas, qué significa "reopéctica".

Paso 6: ¿Qué pasó? el fondo científico

Lo que acabamos de hacer es una simple síntesis de polímeros. La mayoría de las colas comerciales son polímeros. Adhesivos como mucílago o pegamento blanco están hechos de acetato de polivinilo.

El bórax es una sal del ácido bórico, también conocido como tetraborato disódico. Su fórmula es Na2 (B4O5 (OH) 4). Hacer una solución de bórax produce la forma disociada de la sal: Na + y el tetraborato de iones: B (OH4) -

Cuando agrega bórax a una solución de mucílago (que está hecha de acetato de polivinilo), los iones tetraborato se unen a las grandes cadenas de acetato de polivinilo con enlaces de hidrógeno que forman un polímero más complejo que es como una red tridimensional. Imagina atar muchos anillos o cadenas para formar una red.

Esta red ha atrapado moléculas de agua que tienden a escapar por simple evaporación. Es por esto que el limo tiende a secarse y hacerse más duro. Cuando esto sucede, pierde sus características viscosas, cambiando a una estructura blanda y plástica pero rígida. (Creo que puedes usar tu limo para hacer figurillas, porque cuando es fluido, puedes verterlo en un molde y dejarlo secar. ¡Tengo que probar esto!)

Puede controlar la textura del limo agregando más o menos bórax. El bórax actúa como el reactivo limitante en esta reacción. Si hay más iones tetraborato en el sistema, pueden formar más enlaces. La "red" formada se vuelve mucho más gruesa. Esto afecta la textura y la reología del limo.

Ahora que has visto lo que sucede con la estructura del mucílago y cómo se vuelve viscoso, es hora de explicar su reología.

El limo que hicimos es un fluido no newtoniano. Es reopéctico, lo que significa que muestra un aumento en su viscosidad aparente con el tiempo bajo una presión aplicada constantemente (se llama fuerza de corte).

En otras palabras, cuanto más juegues con él, más viscoso se vuelve. Incluso puedes hacer una bola con ella y rebota. Cuando se detiene (cuando desaparece la fuerza de corte), comienza a fluir. En el video, primero lo ves fluir cuando no hay fuerza cortante presente. (También puedes dejarlo en una mesa y ver cómo fluye). Luego aplico una fuerza de corte sobre ella y la convierto en una bola que rebota.

Diferencias de comportamiento entre un limo más grueso y otro más flexible.

Al controlar la cantidad de bórax en la solución, obtengo dos tipos diferentes de limo: uno espeso y otro más. La pregunta es: ¿por qué son diferentes? Están hechos con los mismos ingredientes, después de todo.

La respuesta a esta pregunta es que ambos lodos son reopécticos pero su comportamiento es diferente. Esto se debe a su estructura química:

Si haces un limo con una pequeña cantidad de bórax, obtienes un limo muy suave y elástico que fluye más rápido que uno más grueso. Puedes hacer una bola de ella, pero no va a rebotar porque comienza a perder su forma muy rápido y comienza a fluir nuevamente. A este tipo de limo le gusta fluir más que uno más grueso. Sin embargo, es mucho más elástico que uno más grueso y forma filamentos fácilmente (recuerde que tiene menos enlaces de borato). La versión suave parece más "viscosa", como puede ver si compara el video a continuación con el de arriba.

Lo que ves en los videos y las imágenes son solo algunos ejemplos simples de lo que puedes hacer con tu limo. ¡Experimenta con ello y diviértete!

Lo que viste es solo un ejemplo simple de lo que puedes hacer con tu limo, así que experimenta y diviértete al mismo tiempo.

Paso 7: Diferencias con otros fluidos no newtonianos (Oobleck Vs Slime)

¿Es este limo lo mismo que Oobleck? La respuesta es no.

Oobleck y este limo son bastante diferentes. Ambos son fluidos no newtonianos que comparten algunas propiedades pero no todas. Las razones químicas y estructurales de su comportamiento son diferentes.

Aquí están las diferencias:

Primero:

Oobleck es una simple dispersión coloidal de almidón en agua.

El limo es un polímero reticulado hecho de otro polímero, el acetato de polivinilo.

Segundo:

El almidón es un polisacárido, un polímero natural presente en las plantas.

El acetato de polivinilo se obtiene por síntesis química. Es un polímero sintético.

Tercero:

Puede explicar las propiedades del limo refiriéndose a su estructura química. (refiérase al paso 6)

Sin embargo, Oobleck es solo una dispersión física, por lo que no hay reacciones químicas involucradas. Creo que sus propiedades extrañas se deben a un fenómeno físico llamado adsorción. (NOTA: Esto no es lo mismo que "absorción". Vea el glosario en el siguiente paso).

Intentaré explicar cómo llegué a esta conclusión:

Leí muchas cosas sobre Oobleck en la red. El 99% de los sitios se centran en sus propiedades no newtonianas, pero nadie trata de explicar los fenómenos que lo producen. Encontré este enlace (que está en español; lo siento) que trató de explicar los orígenes del comportamiento de Oobleck, pero ninguna de estas teorías me satisfizo. Así que formulé mi propia teoría:

Primero explicaré algo sobre el almidón y sus propiedades a diferentes temperaturas. El almidón nativo comercial está formado por granos que tienen una baja humedad. El almidón no es soluble en agua fría, solo dispersa y adsorbe algunas moléculas de agua. Con el agua a temperatura ambiente, los granos de almidón pueden absorber un poco de agua, pero en realidad es una cantidad mínima. Para hacer que los granos de almidón absorban agua, debe calentar el agua a por lo menos 70 grados C (158 grados F). Cuando los granos de almidón comienzan a absorber agua, se hinchan; En este punto se obtiene una solución de almidón clara y viscosa. A temperaturas más altas (90 C / 194 F), los granos de almidón finalmente se rompen y a 95 C / 203 F forman una solución. Cuando esta solución se enfría, la solución se vuelve muy viscosa hasta que se forma un gel suave.

Sabiendo eso, mi conclusión es que a temperatura ambiente el fenómeno predominante entre el agua y los granos de almidón es la adsorción. Así que el comportamiento de Oobleck se debe a la adsorción. Creo que cuando Oobleck es fluido, los granos de almidón y el agua tienen una tasa de adsorción normal y el espacio entre los granos de almidón es mayor. Pero cuando le aplicas una fuerza de corte, los granos de almidón se ven obligados a absorber más agua. Cuanto mayor sea la fuerza de corte, más adsorben el agua los granos de almidón. Debido a que es una dispersión realmente saturada y los granos son esféricos, existe una gran cantidad de superficie para la absorción del agua. La mayor parte del agua es adsorbida; los granos se empacan juntos y Oobleck se vuelve sólido como una roca. Pero este tipo de adsorción es altamente inestable, por lo que cuando se detiene la fuerza de corte, los granos de almidón expulsan automáticamente el agua adsorbida y, en cuestión de segundos, el Oobleck se vuelve líquido nuevamente. Cuanto más juegues con Oobleck, más viscoso se vuelve, pero sigue siendo líquido. Creo que esto sucede debido a la ligera absorción de agua que se produce a esta temperatura. Usted está calentando el Oobleck con las manos, por lo que está ayudando a los granos a absorber agua un poco; El agua se une a los granos de almidón, por lo que la solución se vuelve más viscosa.

Cuarto:

Para aplicaciones prácticas hay otras diferencias:

Hacer Oobleck es una actividad realmente sucia, porque tiende a dejar todo lo que toca cubierto con una fina capa blanca de almidón seco.

El limo está menos sucio y cuando se hace ya no está pegajoso. Puede verterlo sobre la mesa, su piel, su ropa, sus juguetes, etc., y puede quitarlo fácilmente.

Oobleck es el almidón. Si un niño intenta comerlo, es menos peligroso que si un niño intenta comer limo.

Intenté y probé y probé, pero mi Oobleck nunca rebotó, si haces una bola de limo gruesa puede rebotar.

La forma sólida de Oobleck solo dura unos pocos segundos. El limo fluye lentamente para que pueda utilizar su creatividad para usarlo en la decoración de Halloween, por ejemplo.

Oobleck es opaco. El limo es muy brillante.

No puedes cambiar la textura de Oobleck. Puedes controlar la síntesis del limo y hacerlo más grueso o más delgado si lo deseas.

Usando la fuerza de corte correcta, Oobleck puede volverse tan duro como una roca. No puedes hacer esto con limo.

La vida útil de Oobleck es más corta que la de limo porque es más susceptible a los ataques de microorganismos. Si mantiene su limo bien protegido del aire, su vida útil es más larga.

En mi opinión ambos fluidos tienen propiedades interesantes. Deberías probar los dos.

Tomé las imágenes de almidón de este sitio Echa un vistazo si estás interesado en aprender sobre el almidón

Paso 8: Glosario

Aquí hay un breve glosario de los términos utilizados en la explicación:

(Por supuesto, estas definiciones son muy simples. Si quieres profundizar, notarás que se vuelve muy complejo y que hay muchos tipos de polímeros y fluidos)

Adsorción es un proceso reversible mediante el cual una molécula de fluido se fija sobre una matriz sólida, típicamente una superficie o un material poroso, en otras palabras, las moléculas se fijan solo en la superficie del sólido. La adsorción tiene muchas aplicaciones industriales, un buen ejemplo de la adsorción es el uso de carbón para adsorber gases en las máscaras de gas.

Absorción es el dibujo de un gas o líquido en los poros de un sólido permeable, un ejemplo de absorción es la formación de soluciones, en la que un líquido se difunde en un sólido que forma la solución.

Bórax: Una sal de ácido bórico, tiene muchas aplicaciones industriales.

Reactivo limitante (o reactivo limitante) Es el reactivo que se consume completamente en una reacción química y determina (o limita) la cantidad de producto formado.

Fluidos no newtonianos: Un fluido cuya viscosidad aparente cambia cuando se les aplica una fuerza de corte.. Un fluido newtoniano tiene una viscosidad constante bajo fuerzas de corte. El agua es un fluido newtoniano; natillas es un fluido no newtoniano.

Polímero: es una macromolécula formada por muchas partes que son iguales (como enlaces en cadenas). Su estructura y propiedades dependen de cómo estén dispuestas las cadenas que la forman. Por ejemplo, puede ser sólido o líquido, transparente u opaco, etc.

Los polímeros nos rodean y son la base de materiales comunes en nuestro mundo. Hay polímeros naturales como la celulosa, así como polímeros sintetizados como Nylon, Teflon, etc.

Acetato de polivinilo: Un tipo de polimero

Reología: En pocas palabras, es el estudio del cambio en la forma y el flujo de materiales. Por ejemplo, la reología se ocuparía de cómo se comporta el agua cuando la agita o la vierte.

Fluido reopectico Un tipo de fluido no newtoniano cuya viscosidad aparente aumenta cuando se encuentra bajo una fuerza de corte.

Fluido tixotrópico Un tipo de fluido no newtoniano cuya viscosidad aparente disminuye cuando se encuentra bajo una fuerza de corte.

Viscosidad: Es la resistencia de un fluido a fluir. Por ejemplo, la glicerina es más viscosa que el agua. Esto significa que la glicerina tiene más oposición al flujo que el agua.

Paso 9: Para aprender más

Hay muchos libros de polímeros y fluidos, aquí hay algunos:

Química del polímero: una introducción

Reología de polímeros y compuestos, segunda edición.

Fundamentos de mecánica de fluidos.

Comprendiendo la reología (Temas en Ingeniería Química)

Gracias por mirar y disfrutar jugando con tu limo.