Bienvenue dans mon instructable facile à faire slime.

Mise à jour: j'ai ajouté la version translucide et plus visqueuse. Vérifiez-le.

Tout d’abord, je tiens à remercier l’aimable aide de JustAnotherDave pour son excellent travail d’édition de cet instructable. Merci beaucoup:)

Je montrerai comment fabriquer votre propre vase de haute qualité (ce vase n'est pas Oobleck; il n'est pas fabriqué avec de l'amidon) en moins de 15 minutes (le chronométrage commence une fois que vous avez rassemblé les matériaux). Bien entendu, vous aborderez deux sujets liés à la structure et au comportement des boues: les polymères et les fluides non newtoniens. Pour savoir ce que signifie "rhéopectique", continuez à lire.

Nous allons d’abord faire de la bave, puis je vais expliquer la science derrière la bave.

Provisions:

Étape 1: la sécurité d'abord

Ce projet est très sûr.

Cependant, cela implique l’utilisation de borax qui peut provoquer une irritation de la peau et des yeux, aussi ne le touchez pas et bien sûr. ne le mange pas. C'est toxique si on en mange! Lavez-vous bien les mains après avoir terminé votre projet et n'utilisez plus les cuillères et les flacons que vous avez utilisés dans cette expérience pour vous nourrir.

La boue qui en résulte est également sans danger pour les enfants de plus de 5 ans, mais ne doit pas être mangée (imaginez ce qu'un polymère très visqueux ferait à n'importe quel estomac!). S'il est mangé accidentellement, consultez immédiatement un médecin! Je vous conseille de surveiller vos enfants pendant qu'ils jouent avec pour éviter les accidents. Si vous ou vos enfants êtes allergiques à quelque chose, utilisez des gants pour manipuler le slime. Je ne suis pas responsable des dommages ou des accidents causés par la fabrication ou le jeu avec du slime.

Étape 2: Matériaux

Pour faire de la bave, vous aurez besoin des matériaux suivants. Les matériaux sont bon marché; vous devriez pouvoir tout acheter pour moins de 15 $.

2 cuillères

2 flacons de cristal

Borax

Eau distillée

Peinture à la gouache (si vous voulez faire de la bave translucide, utilisez du colorant alimentaire)

Mucilage: C'est l'âme de la bave. Ici au Mexique, il est très courant et peu coûteux, mais difficile à trouver dans d’autres pays. Amazon.com propose un mucilage de couleur ambre qui coûte actuellement moins de 2 dollars US pour 3 onces. Le mien est incolore mais je pense que l'ambre fonctionnera également. Si vous ne le trouvez pas, vous pouvez utiliser de la colle blanche, mais les résultats ne sont pas les mêmes. J'ai essayé la colle blanche et vous pouvez obtenir un beau slime, mais c'est très différent de celui obtenu avec du mucilage. Pour rendre le slime translucide, vous devez utiliser le mucilage.

Très important: Ne pas utiliser de colles à base de silicone. Ils sont toxiques à cause des solvants qu’ils contiennent. Ils sont également inflammables et non solubles dans l'eau. Vous pouvez obtenir un polymère très visqueux et visqueux, mais je ne peux pas recommander cette méthode. Les vapeurs de solvant sont très fortes et les résultats sont médiocres. Si vous voulez essayer, faites-le à vos risques et périls dans un endroit bien ventilé et ne donnez pas ce mucus aux enfants. Ce n'est pas sécuritaire.

Maintenant que vous avez rassemblé les matériaux, fabriquons du slime!

Étape 3: Solution de borax

Versez environ 100 à 150 ml d'eau distillée dans un ballon.

Ajouter une cuillère de borax et bien mélanger jusqu'à ce que tout le borax soit dissout.

Maintenant, vous devriez avoir une solution claire. Sois patient. Le borax met du temps à se dissoudre. S'il ne se dissout pas complètement, ajoutez un peu d'eau.

Maintenant que vous avez votre solution, passez à l'étape suivante.

Étape 4: Solution de mucilage

C'est vraiment facile à faire. Verser du mucilage dans un ballon. La quantité dépend de la quantité de boue que vous voulez fabriquer. Je vous recommande de commencer avec de petites quantités. Une fois que vous avez maîtrisé la technique, vous pouvez produire de plus grandes quantités de mucus si vous le souhaitez.

Ajouter une quantité d'eau égale à la quantité de mucilage. Nous visons une solution de mucilage à 50%.

Ajoutez maintenant quelques gouttes de peinture à la gouache et mélangez bien jusqu'à obtenir un mélange homogène.

Étape 5: la boue

Boue épaisse

Vous pouvez voir cette étape dans la vidéo suivante ou continuer à lire

Prenez une demi-cuillère de votre solution de borax et ajoutez-la à votre solution de mucilage. Remuer. Vous remarquerez un changement immédiat dans votre solution de mucilage: elle devient visqueuse.

Selon la texture que vous voulez (celle que j'ai faite est plus épaisse), ajoutez plus ou moins de borax. Si vous voulez une boue élastique, n’ajoutez pas trop de solution de borax; si vous voulez une boue plus épaisse, ajoutez plus de borax. Essayez différentes quantités de borax jusqu'à ce que vous obteniez la texture souhaitée.

Une fois que vous avez terminé, retirez votre boue du flacon et modelez-la avec vos mains. Ce sera humide et un peu collant, mais plus vous le façonnez, mieux il se mélange. Sa texture s'améliore et il devient plus ferme.

Il a tendance à sécher, utilisez donc un sac Ziploc pour le ranger. Conservez-le au réfrigérateur pour prolonger sa durée de vie. Vous pouvez également le conserver à la température de la pièce si vous le souhaitez.

Slime translucide, plus élastique et "plus mince"

Faire ce genre de boue est fondamentalement la même chose que de faire une boue épaisse. Il n'y a que deux différences: la quantité de borax et la coloration. Vous ajoutez moins de borax et vous devez utiliser du colorant alimentaire à la place de la peinture pour obtenir une bave translucide.

L'autre différence est que vous devez le faire par lots. Vous ne pouvez pas le faire en un seul lot car vous ne pouvez pas ajouter trop de borax. C'est un moyen très basique de contrôler la réaction de polymérisation, mais cela fonctionne bien.

Voici la vidéo:

Maintenant que vous avez terminé, lisez la suite pour voir l'explication de ce qui s'est passé pendant que vous jouez avec votre boue et apprendre, entre autres choses, ce que signifie "rhéopectique".

Étape 6: Que s'est-il passé? le contexte scientifique

Ce que nous venons de faire est une simple synthèse de polymère. La plupart des colles commerciales sont des polymères. Les adhésifs comme le mucilage ou la colle blanche sont en acétate de polyvinyle.

Le borax est un sel de l'acide borique, également appelé tétraborate disodique. Sa formule est Na2 (B4O5 (OH) 4). Une solution de borax produit la forme dissociée du sel: Na + et du tétraborate d'ions: B (OH4) -

Lorsque vous ajoutez du borax à une solution de mucilage (composée d'acétate de polyvinyle), les ions tétraborate lient les grandes chaînes d'acétate de polyvinyle avec des liaisons hydrogène, formant ainsi un polymère plus complexe ressemblant à un réseau tridimensionnel. Imaginez lier plusieurs anneaux ou maillons de chaîne pour former un filet.

Ce réseau contient des molécules d’eau qui tendent à s’échapper par simple évaporation. C'est pourquoi la boue a tendance à se dessécher et à devenir plus dure. Lorsque cela se produit, il perd ses caractéristiques visqueuses et devient une structure souple et plastique mais rigide. (Je pense que vous pouvez utiliser votre slime pour fabriquer des figurines, car quand il est fluide, vous pouvez le verser dans un moule et le laisser sécher. Je dois l'essayer!)

Vous pouvez contrôler la texture de la boue en ajoutant plus ou moins de borax. Le borax agit comme réactif limitant dans cette réaction. S'il y a plus d'ions tétraborates dans le système, ils peuvent former plus de liaisons. Le "filet" formé devient beaucoup plus épais. Cela affecte la texture et la rhéologie du slime.

Maintenant que vous avez vu ce qui se passe avec la structure du mucilage et comment il devient gluant, il est temps d'expliquer sa rhéologie.

La boue que nous avons faite est un fluide non newtonien. Il est rhéopectique, ce qui signifie qu'il montre une augmentation de sa viscosité apparente avec le temps, sous une pression constamment appliquée (on parle de force de cisaillement).

En d'autres termes, plus vous en jouez, plus il devient visqueux. Vous pouvez même faire une balle avec elle et elle rebondit. Lorsque vous vous arrêtez (lorsque la force de cisaillement a disparu), elle commence à couler. Dans la vidéo, vous voyez d'abord qu'il s'écoule lorsqu'aucune force de cisaillement n'est présente. (Vous pouvez également le laisser sur une table et voir comment il coule.) Ensuite, je lui applique une force de cisaillement et le transforme en une boule qui rebondit.

Différences de comportement entre un slime plus épais et plus souple

En contrôlant la quantité de borax dans la solution, j'obtiens deux types de mucus: un épais et un plus fluide. La question est: pourquoi sont-ils différents? Ils sont fabriqués avec les mêmes ingrédients, après tout.

La réponse à cette question est que les deux slimes sont rhéopectiques mais que leur comportement est différent. Ceci est dû à sa structure chimique:

Si vous faites une bave en utilisant une petite quantité de borax, vous obtenez une bave très douce et élastique qui coule plus vite qu'une bosse plus épaisse. Vous pouvez en faire une balle, mais il ne va pas rebondir car il commence à perdre très vite sa forme et recommence à couler. Ce type de slime aime couler plus qu'un épais. Cependant, il est beaucoup plus élastique que le plus épais et forme facilement des filaments (rappelez-vous qu'il a moins de liaisons au borate). La version souple a un aspect plus "visqueux", comme vous pouvez le voir si vous comparez la vidéo ci-dessous à celle ci-dessus.

Ce que vous voyez dans les vidéos et les images ne sont que quelques exemples simples de ce que vous pouvez faire avec votre slime. Expérimentez et amusez-vous!

Ce que vous avez vu n’est qu’un exemple simple de ce que vous pouvez faire avec votre slime: expérimentez et amusez-vous en même temps.

Étape 7: Différences avec d'autres fluides non newtoniens (Oobleck Vs Slime)

Est-ce que ce slime est identique à Oobleck? La réponse est non.

Oobleck et ce slime sont très différents. Les deux sont des fluides non newtoniens qui partagent certaines propriétés mais pas toutes. Les raisons chimiques et structurelles de leur comportement sont différentes.

Voici les différences:

Premier:

Oobleck est une simple dispersion colloïdale d'amidon dans de l'eau.

La boue est un polymère réticulé fabriqué à partir d'un autre polymère, l'acétate de polyvinyle.

Seconde:

L'amidon est un polysaccharide, un polymère naturel présent dans les plantes.

L'acétate de polyvinyle est obtenu par synthèse chimique. C'est un polymère synthétique.

Troisième:

Vous pouvez expliquer les propriétés du slime en vous référant à sa structure chimique. (reportez-vous à l'étape 6)

Cependant, Oobleck n'est qu'une dispersion physique, il n'y a donc pas de réactions chimiques. Je pense que ses propriétés étranges sont dues à un phénomène physique appelé adsorption. (REMARQUE: ce n'est pas la même chose que "absorption". Voir le glossaire à l'étape suivante.)

Je vais essayer d'expliquer comment je suis arrivé à cette conclusion:

J'ai lu beaucoup de choses sur Oobleck sur le net. 99% des sites se concentrent sur ses propriétés non newtoniennes mais personne n'essaie d'expliquer les phénomènes qui le produisent. J'ai trouvé ce lien (qui est en espagnol; désolé) qui tentait d'expliquer les origines du comportement de Oobleck, mais aucune de ces théories ne m'a satisfait. Alors j'ai formulé ma propre théorie:

Je vais d'abord expliquer quelque chose sur l'amidon et ses propriétés à différentes températures. L'amidon natif commercial est formé de grains peu humides. L'amidon n'est pas soluble dans l'eau froide, il ne fait que disperser et adsorber quelques molécules d'eau. Avec de l’eau à la température ambiante, les grains d’amidon peuvent absorber un peu d’eau, mais c’est vraiment une quantité minimale. Pour que les grains d’amidon absorbent l’eau, vous devez chauffer l’eau à au moins 70 ° C (158 ° F). Lorsque les grains d'amidon commencent à absorber de l'eau, ils gonflent; vous obtenez une solution d'amidon claire et visqueuse à ce stade. À des températures plus élevées (90 ° C / 194 ° F), les grains d'amidon se cassent finalement et forment une solution à 95 ° C / 203 ° F. Lorsque cette solution est refroidie, la solution devient très visqueuse jusqu'à former un gel mou.

Sachant cela, je conclus que, à la température ambiante, le phénomène prédominant entre l’eau et les grains d’amidon est l’adsorption. Le comportement de Oobleck est donc dû à l'adsorption. Je pense que quand Oobleck est fluide, les grains d'amidon et l'eau ont un taux d'adsorption normal et l'espace entre les grains d'amidon est plus grand. Mais lorsque vous lui appliquez une force de cisaillement, les grains d'amidon sont obligés d'adsorber plus d'eau. Plus la force de cisaillement est élevée, plus les grains d'amidon absorbent l'eau. Parce que c'est une dispersion vraiment saturée et que les grains sont sphériques, il y a une grande surface pour que l'eau soit adsorbée. La majeure partie de l'eau est adsorbée; les grains se tassent ensemble; et Oobleck devient solide comme un rocher. Mais ce type d'adsorption est extrêmement instable et, dès que la force de cisaillement est arrêtée, les grains d'amidon expulsent automatiquement l'eau adsorbée et en quelques secondes, l'Oobleck redevient liquide. Plus vous jouez avec Oobleck, plus il devient visqueux, mais il reste liquide. Je pense que cela se produit à cause de la légère absorption d'eau qui se produit à cette température. Vous chauffez l'Oobleck avec vos mains, vous aidez donc les grains à absorber un peu d'eau; l'eau se lie aux grains d'amidon, ainsi la solution devient plus visqueuse.

Quatrième:

Pour les applications pratiques, il existe d'autres différences:

Faire de Oobleck est une activité vraiment sale, car elle a tendance à laisser tout ce qu’elle touche recouvert d’une fine couche blanche d’amidon séché.

La boue est moins sale et quand elle est cuite, elle n’est plus collante. Vous pouvez le verser sur la table, votre peau, vos vêtements, vos jouets, etc., et vous pouvez l'enlever facilement.

Oobleck est de l'amidon. Si un enfant essaie de le manger, c'est moins dangereux que si un enfant essayait de manger du slime.

J'ai essayé et essayé encore et encore, mais mon Oobleck ne rebondissait jamais, si vous faites une boule de bave épaisse, elle peut rebondir.

La forme solide d'Oobleck ne dure que quelques secondes. Le slime coule lentement afin que vous puissiez utiliser votre créativité pour l'utiliser, par exemple, pour la décoration d'Halloween.

Oobleck est opaque. Slime est très brillant.

Vous ne pouvez pas changer la texture de Oobleck. Vous pouvez contrôler la synthèse du slime et le rendre plus épais ou plus mince si vous le souhaitez.

En utilisant la force de cisaillement appropriée, Oobleck peut devenir aussi dur qu'un rocher. Vous ne pouvez pas faire cela avec slime.

La durée de conservation d'Oobleck est plus courte que celle de la boue, car elle est plus susceptible aux attaques de micro-organismes. Si vous protégez bien votre bave de l’air, sa durée de vie sera plus longue.

A mon avis, les deux fluides ont des propriétés intéressantes. Vous devriez essayer les deux.

J'ai pris les images d'amidon de ce siteVérifiez-le si vous souhaitez en savoir plus sur l'amidon

Étape 8: Glossaire

Voici un bref glossaire des termes utilisés dans l'explication:

(Bien sûr, ces définitions sont très simples. Si vous voulez aller en profondeur, vous remarquerez que cela devient très complexe et qu'il existe de nombreux types de polymères et de fluides)

Adsorption est un processus réversible par lequel une molécule fluide est fixée sur une matrice solide, généralement une surface ou un matériau poreux, en d’autres termes, les molécules ne sont fixées que sur la surface du solide. L'adsorption a de nombreuses applications industrielles. Un bon exemple d'adsorption est l'utilisation de charbon de bois pour adsorber des gaz dans des masques à gaz.

Absorption est l'aspiration d'un gaz ou d'un liquide dans les pores d'un solide perméable, un exemple d'absorption est la formation de solutions, dans lesquelles un liquide diffuse en un solide formant la solution.

Borax: Un sel d'acide borique, il a de nombreuses applications industrielles

Réactif limitant (ou réactif limitant) est le réactif qui est complètement consommé dans une réaction chimique et il détermine (ou limite) la quantité de produit formée.

Fluides non newtoniens: Un fluide dont la viscosité apparente change lorsque vous leur appliquez une force de cisaillement.. Un fluide newtonien a une viscosité constante sous les forces de cisaillement. L'eau est un fluide newtonien. La crème anglaise est un fluide non newtonien.

Polymère: est une macromolécule formée de nombreuses parties égales (comme des liens dans des chaînes). Sa structure et ses propriétés dépendent de la manière dont les chaînes qui le composent sont disposées. Par exemple, il peut être solide ou liquide, transparent ou opaque, etc.

Les polymères nous entourent et constituent la base des matériaux courants dans notre monde. Il existe des polymères naturels tels que la cellulose ainsi que des polymères synthétisés tels que le nylon, le téflon, etc.

Acétate de polyvinyle: Une sorte de polymère

Rhéologie: En quelques mots, l’étude du changement de forme et de flux des matériaux. Par exemple, Rhéologie concerne le comportement de l'eau lorsque vous la mélangez ou la versez.

Rhéopectique: Une sorte de fluide non newtonien dont la viscosité apparente augmente quand il est soumis à une force de cisaillement.

Fluide thixotrope: Une sorte de fluide non newtonien dont la viscosité apparente diminue quand il est soumis à une force de cisaillement.

Viscosité: Est-ce la résistance d'un fluide à s'écouler? Par exemple, la glycérine est plus visqueuse que l'eau. Cela signifie que la glycérine a plus d'opposition à l'écoulement que l'eau.

Étape 9: pour en savoir plus

Il existe de nombreux livres de polymères et de fluides, en voici quelques-uns:

Chimie des polymères: une introduction

Rhéologie des polymères et des composites, Deuxième édition

Principes fondamentaux de la mécanique des fluides

Comprendre la rhéologie (sujets en génie chimique)

Merci de regarder et de jouer avec votre slime