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牛奶变塑料!

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你是否曾经听过牛奶可以做成塑料?如果这听起来很不真实,那么当你知道以下事实可能会更惊讶:在1900早期到1945年间,牛奶常用来制造各种不同的塑料装饰品,包括钮扣、装饰用的挂勾、珠子和仿制珠宝、自来水笔、手持镜的背架,以及梳子和刷子套组。当时的人甚至用牛奶塑料(通常称为酪蛋白塑料)制造的珠宝献给英国玛丽皇后!在本实验中,你将利用热牛奶和醋制造出属于你的酪蛋白塑料。


重要概念

塑料

聚合物

牛奶

酪蛋白


背景说明

塑料是多种具有不同外观和触感的材料统称,可塑造成各种形状。不同塑料产品的相似和相异处来自于构成的分子。所有的塑料制品皆来自于重复的分子链,称为聚合物。聚合物可以来自于一种分子,也可能来自于不同的分子,但都是依固定的样式组成。此外在聚合物中,单一的重复样式或分子称为单体,单体可由一种分子或数种不同的分子组成。

牛奶含有许多蛋白质分子,称为酪蛋白。每个酪蛋白分子即是一个单体,而一条由酪蛋白单体所组成的酪蛋白链,就是一个聚合物。这种聚合物可以塑形,这就是为什么用牛奶制成的塑料叫做酪蛋白塑料。


实验材料

·量杯

·牛奶

·瓦斯炉,平底锅或一台微波炉,可微波的容器

·马克杯或其他耐热的杯子

·量匙

·白醋

·纸巾

·干净坚硬且不怕潮湿的表面

·汤匙

·饼干切割刀

·可依个人喜好准备亮片、食用色素、彩色笔。

注意:在加热和处理热液体时需有成人的协助和监督。


准备工作

用平底锅在瓦斯炉上加热一杯牛奶直到滚烫,或者把牛奶放在可微波的容器中以微波炉的中火加热五分钟,直到温度和你用来泡热可可的温度差不多;如果需要的话可加热久一点。


实验开始

1. 在马克杯或其他耐热的杯子中加入四匙的醋。

2. 将一杯热牛奶倒入马克杯中。这时候你会看到牛奶形成白色块状的凝乳。为什么将牛奶加入醋会形成凝乳?它们是由什么组成的?

3. 用汤匙缓慢搅拌牛奶数秒。当牛奶和醋混合在一起后发生了什么事?你认为这是什么?

4. 在一个坚硬而且不怕潮湿的表面上,铺好四层纸巾。

5. 当牛奶和醋的混合物稍微冷却后,用汤匙将凝乳舀出。你可以在马克杯中将汤匙倾斜以去除多余的水份,并将凝乳留在汤匙上。尽量搜集所有的凝乳并把它们舀到纸巾层上。

6. 将纸巾层对折并用力压以吸收多余的水份。如果有必要,可更换纸巾将剩余的水份吸干。

7. 把所有的凝乳像揉面团一样揉成一颗球。现在你手中的就是酪蛋白塑料。感觉一下揉捏后的凝乳看起来和原来有什么不同?

8. 如果你想用酪蛋白塑料做一些东西,现在就可以开始上色并塑形(在1个小时内),然后把它们放在纸巾上风干至少48个小时。一旦变干,酪蛋白就会变硬。


小秘诀:要将塑料做出造形,必须先澈底揉捏酪蛋白团块。可以用饼干切割刀或是模具帮忙,或者你可以耐心雕刻它。可添加食用色素、亮片或其他装饰物在湿的酪蛋白团块中,当酪蛋白塑料变干后,可用彩色笔着色。

  

补充1:加入不同份量的醋是否会影响酪蛋白塑料的产生?为了找出答案,你可以重复本实验,除了四汤匙的醋加一杯热牛奶外,你可以试着用一汤匙、两汤匙或八汤匙的醋分别加上一杯热牛奶,并分别搜集凝乳来比较产量。除了用汤匙搜集凝乳,你也可以将一片棉布(例如旧T恤)套在马克杯上,并且用橡皮筋绑紧杯缘,再把醋和牛奶的混合物倒上去以过滤出凝乳。

补充2:除了醋,日常生活中还有很多种酸性物质,例如柠檬汁、柳橙汁、汽水和西红柿汁。这些常见的酸性物质是否能产生更多酪蛋白塑料?

补充3:在这个实验中所用的热牛奶,温度并没有固定,较热或较冷的牛奶可能会影响酪蛋白塑料的反应。你可以设计另一个实验来研究不同温度的影响:牛奶的温度如何影响酪蛋白的产量?


结果与观察

当热牛奶和醋混合在一起时,你有没有看见凝乳?

当你将热牛奶加到醋里面,你会看到一些小小的白色块状凝乳出现,这是因为将酸(例如醋)加入牛奶中会改变牛奶的酸碱值,并将酪蛋白分子打开重组成一条长链,因而使牛奶凝固。

  

清理工作

把所有的工具和环境收拾干净,并把你的作品收好。

   

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