Jednym z najbardziej zajmujących uwagę widzów eksperymentów, podczas moich pokazów naukowych jest eksperyment z otrzymywaniem zielonego gluta, który bardziej profesjonalnie nazywany jest cieczą superlepką lub sieciowanym alkoholem poliwinylowym. Zawsze otrzymuję wiele próśb o przepis, zatem spełniam życzenia i poniżej krok po kroku przedstawiam ten niezbyt skomplikowany eksperyment.

Eksperyment jest bardzo bezpieczny, nie stanowi żadnego zagrożenia dla eksperymentatora więc spokojnie mogą go wykonywać nawet dzieci. Potrzebować będziemy trzech substancji chemicznych: 1. Alkoholu poliwinylowego, czteroboranu sodu (boraksu) oraz barwnika np. fluoresceiny bądź dowolnego barwnika rozpuszczalnego w wodzie.


Rys. 1 Widok stanowiska laboratoryjnego.


Rys. 2 Potrzebne do eksperymentu reagenty.

Teraz sprawa najważniejsza, musimy przygotować dwa roztwory: alkoholu poliwinylowego o stężeniu 4% oraz boraksu o stężeniu 4 % z dodatkiem barwnika. W celu wykonania naszej substancji oba roztwory będziemy musieli zmieszać w stosunku 5 : 1. Tak więc nie ma potrzeby przygotowywania obu roztworów w tej samej ilości bo boraks by się zmarnował. Załóżmy więc że wykonamy 200 ml roztworu alkoholu, więc roztworu boraksu potrzeba będzie jedynie 40 ml.


Rys. 3 Odważka alkoholu poliwinylowego.

By przygotować 200 ml roztworu o stężeniu 4 % potrzebujemy odmierzyć 192 cm³ wody destylowanej oraz 8g alkoholu. Alkohol poliwinylowy jest substancją stałą.


Rys. 4 Rozpuszczanie alkoholu w wodzie.

Po odmierzeniu substancji musimy alkohol rozpuścić w wodzie, co w brew pozorom nie jest taką łatwą czynnością. Alkohol poliwinylowy niezbyt ochoczo rozpuszcza się w wodzie. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie łaźni wodnej z mieszadłem magnetycznym.


Rys. 5 Ogrzewanie zlewki z rozpuszczaną substancją.

Zlewkę z mieszaniną wstawiamy do większej zlewki, do której wlewamy wrzątek, następnie włączamy mieszadło i pozostaje nam poczekać dobre pół godziny zanim ostatni kryształek alkoholu się nie rozpuści tworząc lekko gęstawą i całkowicie bezbarwną ciecz. Czas ten może się różnić dla alkoholi o różnej masie cząsteczkowej, im jest ona większa tym alkohol wolniej się rozpuszcza. Ja stosuję alkohol o średniej masie cząsteczkowej 27 000.


Rys. 6 Rozpuszczanie alkoholu poliwinylowego na łaźni wodnej.

Ku przestrodze opowiem teraz o przygodzie młodego eksperymentatora, który napisał do mnie bo wspólnie z tatą chcieli zrobić ten eksperyment ale im nigdy nie wyszedł. Po kilku mailach okazało się, że kupili oni w znanym serwisie aukcyjnym alkohol poliwinylowy, nie dopisali mi tylko, że aukcja nosiła tytuł: alkohol poliwinylowy - rozdzielacz do form i substancja była w formie ciekłej. To co kupili to była mieszanina różnych substancji, której jednym ze składników jest wspomniany alkohol. Nie dość, że to już się nie nadawało, to jeszcze z tego robili roztwór 4%-owy. Potrzeba kupić alkohol krystaliczny i to jeszcze o odpowiedniej masie cząsteczkowej. Substancja o masie poniżej 8 000 szybko się rozpuści w wodzie ale glut nie będzie efektowny, masa powyżej 72 000 to już substancja praktycznie nie rozpuszczalna w wodzie.


Rys. 7 Odważanie odpowiedniej ilości czteroboranu sodu.

Gdy mamy już roztwór alkoholu, który przygotowuje nam się w łaźni wodnej, możemy przystąpić do przygotowania roztworu nr 2. W tym celu należy odmierzyć 38,4 ml wody destylowanej i odważyć 1,6 g boraksu.


Rys. 8 Przygotowany, 4%-owy roztwór boraksu z barwnikiem.

Mając gotowe oba roztwory możemy przystąpić do produkcji cieczy superlepkiej. W tym celu do roztworu alkoholu należy wlać roztwór boraksu i z uwagi na dużą szybkość zachodzenia reakcji wymagane jest intensywne mieszanie substancji. Proces, który zajdzie w wyniku zmieszania obu roztworów to tzw. sieciowanie i polega na tworzeniu połączeń poprzecznych - mostków między liniowymi cząsteczkami polimeru. Mostkami tymi są aniony boranowe. W wyniku sieciowania wspomnianymi anionami powstają makrocząsteczki o charakterze przestrzennym.


Rys. 9 Roztwory gotowe do zmieszania.

Inny internauta prosił mnie o podanie informacji czym tak naprawdę jest ten glut, jaka jest jego fachowa nazwa, hm... czy wszystko musi mieć swoją fachową nazwę ? glut to glut :) nie wszystkie wynalazki muszą mieć słuszne zastosowanie i służyć ludzkości, glut powstał raczej do zabawy, ale niech tam, wytłumaczmy jego budowę. Między atomem wodoru w grupie hydroksylowej (-OH) alkoholu poliwinylowego a wolną parą elektronów zlokalizowaną na atomie tlenu w jonie boranowym powstaje wiązanie wodorowe. Wiązania te nie są mocne, ulegają łatwemu zerwaniu, ale i równie łatwo się odtwarzają, co nadaje superlepkiej cieczy jej niezwykłe właściwości.


Rys. 10 Reakcja sieciowania alkoholu poliwinylowego.

Te właściwości bardzo trudno opisać, takiej substancji po prostu trzeba osobiście dotknąć. Jest ona tak lepka, że praktycznie nie lepi się do rąk :) Można ją dowolnie formować, a pozostawiona bez ruchu rozpływa się po powierzchni.


Rys. 11 Ciecz superlepka.


Rys. 12 Ciecz superlepka.


Rys. 13 Ciecz superlepka.


Rys. 14 Ciecz superlepka.


Rys. 15 Ciecz superlepka.


Rys. 16 Ciecz superlepka.


Rys. 17 Ciecz superlepka.

Życzę wszystkim udanego eksperymentowania z glutem i polecam spróbować innych barwników, które dobrze rozpuszczają się w wodzie. Najlepsze do tego celu są barwniki do żywności. Jako ciekawostkę dodam, że glut z dodatkiem fluoresceiny bardzo ładnie świeci w świetle UV.