С чего сегодня начнём? Конечно, с приятного, с новогодних и рождественских подарков. Ах, эти заветные новые коробки и коробочки, необычно и таинственно пахнущие, яркие, шуршащие, а внутри...
А внутри коробки или пакета с подарком часто можно найти маленький неказистый пакетик с надписью «Несъедобно! Выбросить!».
Иногда – прозрачный, и тогда сразу видно, что в нём – какие-то мелкие шарики, миллиметра три в диаметре, иногда прозрачные, иногда белые, иногда коричневые, а бывают даже синие, между прочим.
Короче говоря, дети и взрослые в большинстве случаев эти непонятные пакетики выбрасывают и крайне редко задаются вопросом – а что это за пакетики? Что в них? А между прочим, перед вами – один из самых интересных на свете материалов, который называется силикагель. «Гель» – от латинского «геларе» («gelare»), что значит «застывать». А «силика» – от латинского «силикс» («silix»), то есть «камушек». Что же получается – «застывший камень»? Или «гель из камешков»? Что это вообще за штука?
Если читаете нас стоя, то лучше присядьте. Потому что дальше начнутся самые настоящие чудеса. Представьте себе драгоценный камень – фиолетовый аметист.
Видели когда-нибудь ювелирные украшения с аметистами? Очень красиво. А ещё другой драгоценный камень – чайного цвета раухтопаз.
Теперь рядом с ними насыплем горку чистого песка, взятого из детской песочницы во дворе. Теперь дальше кладём кусок оконного стекла. И, наконец, тот самый невзрачный пакетик с силикагелем. А теперь выдохните – потому что перед вами одно и то же вещество!
Сперва это может показаться смешным и вообще диким – драгоценный аметист из бабушкиного серебряного кольца, горсть песка и пакетик силикагеля – это одно и то же? Тем не менее, это так.
Все эти предметы состоят из одного и того же вещества, которое химики называют диоксид кремния, он же кремнезём, он же кварц – вещество, в молекуле которого один атом кремния соединён с двумя атомами кислорода (химики, которые любят всё непонятное, загадочно говорят «силициум-о-два»). И драгоценные аметист и раухтопаз, а также любимые многими полудрагоценные камни халцедон, опал и оникс, и прозрачный горный хрусталь – это диоксид кремния. Из него же на 98% состоит обыкновенный песок. Из него же состоит силикатное стекло – от 75% (обыкновенное оконное) до 100% (кварцевое стекло). И из него же состоит всё тот же самый загадочный силикагель! Просто, как в детском конструкторе, детальки-молекулы внутри силикагеля «собраны» в совершенно уникальную конструкцию, откуда и получаются совершенно уникальные свойства материала… Такая она наука химия, бывает! Вещество – одно, а материалы – разные.
Однако что же в силикагеле такого уникального? Поставим опыт. Разыщите чудом невыброшенный пакетик (а лучше два или больше) силикагеля. Возьмите чистую тарелку с загнутыми краями (это надо, чтобы шарики случайно не разлетелись по полу). Теперь приготовьте немного (столовой ложки вполне достаточно) подкрашенной воды – проще всего это сделать с помощью нескольких капель йода из домашней аптечки. Но можете воспользоваться чернилами, тушью или акварельными красками – кому что больше нравится. Мы подкрашиваем воду просто для того, чтобы было лучше видно.
Налейте в тарелку воды (не лейте много) и подсыпьте туда же шариков силикагеля. Наблюдайте! Буквально через несколько секунд вы начнёте замечать, как подкрашенная вода на глазах «съёживается», как будто её выпивает кто-то невидимый. Чтобы ускорить процесс – просто добавьте пару-другую шариков. Экспериментируйте. Если правильно подобрать соотношение воды и шариков, то шарики во время эксперимента у нас будут забавно щёлкать и скакать по тарелке туда-сюда, как живые!
Что же останется на тарелке спустя несколько минут? Только шарики и немного сильно загустевшей (или даже засохшей, сорта силикагеля бывают разные) краски!
Получается, шарики «выпили всю воду»? Но куда? Как? Учёные сумели разгадать этот секрет только после того, как на свете появился электронный микроскоп. Оказалось, что площадь впитывающей поверхности силикагеля огромна – около восьмисот квадратных метров (!) на один грамм массы. Вы понимаете, о чём идёт речь? Площадь стандартного школьного класса – шестьдесят квадратных метров. Площадь актового зала в школе (двести мест) – сто тридцать квадратных метров. Баскетбольная площадка – это четыреста двадцать квадратных метров. Ещё раз: площадь поверхности одного грамма силикагеля в два раза больше профессионального баскетбольного поля!
«Прекратите морочить людям головы! – скажете вы. – Площадь шарика можно посчитать по формуле из школьного учебника. Радиус шарика – полтора миллиметра, тогда его площадь – примерно двадцать восемь квадратных миллиметров! Какие тут могут быть баскетбольные площадки?!».
Секрет – в том, что наш шарик на самом деле не совсем шарик!
Невооружённым глазом (и даже через увеличительное стекло) этот шарик кажется обычным, гладким. Но вот при очень сильном увеличении становится понятно, что форма его невероятно сложна, что вся его поверхность изрыта, как загадочная планета из фантастического фильма, микроскопически малыми «дырками», «трещинами», «расщелинами», «пещерами» и «горами». Чем-то он отдалённо напоминает смятый из бумаги шарик...
Достаньте из почтового ящика бесплатную рекламную газету. Их печатают на отвратительного качества бумаге, самой дешёвой, тонкой и рыхлой – но нам как раз такая и нужна! А теперь – попробуйте смять эту газету в «мячик». Смотрите, какие чудеса – газета-то была большая, а бумажный мячик (если приложить силы и постараться) оказался совсем маленький! А представьте себе, что мы взяли бумагу ещё тоньше?
Любите фокусы и магию? Видели, когда фокусник достаёт огромную афишу, потом безжалостно рвёт её на мелкие кусочки, кусочки сминает, будто собирается выбросить... а потом – под восторженные аплодисменты зрителей! – разворачивает из обрывков совершенно целую афишу! Секрет прост – афиша сделана из очень тонкой бумаги, и афиш – две. Одна из них заранее смята в крохотный, невидимый никому из зала комочек, который фокусник прячет в рукаве или даже просто приклеивает ко второй афише. На глазах у всех «маг» разрывает вторую афишу – а затем разворачивает из комочка первую!
(На видео не афиша, а бумажная салфетка, но всё равно понятно.)
Так вот, впитывающие воду «слои» силикагеля как минимум в сто раз тоньше листа бумаги! Снимки в электронный микроскоп с очень большим увеличением показали, что «пещеры», «расщелины» и «подземные ходы» внутри шарика силикагеля сложены уже совсем микроскопически малыми «комочками», каждый из которых, как губка в ванной, пронизан дырочками-порами. Посмотрите на фотографию – слева комочек силикагеля, который до отвала «напился» воды, а справа – комочек, специально высушенный, не содержащий воды вовсе.
Чтобы познакомиться с удивительными свойствами силикагеля вытягивать воду изо всего что есть «под рукой», можете провести ещё опыт. Отрежьте кусочек бумаги размером с почтовую марку и намочите его в воде. Само собой, если просто оставить этот кусочек на воздухе, он рано или поздно высохнет – потому что вода испарится. Но засуньте этот листик в пакетик с силикагелем и подождите пару минут – из пакетика вы вынете совершенно сухой кусочек бумаги!
Теперь вы понимаете, для чего пакетики с силикагелем кладут в упаковки с товарами, электроникой, одеждой и так далее? Излишняя влажность крайне вредна и для ткани, и для электронных схем. А простой пакетик с силикагелем лишнюю влагу внутри упаковки просто «выпивает». Расчёты показывают, что десять тонн силикагеля могут «выпить» четыре тонны воды, и при этом даже не подавиться, не разбухнуть, не разрушиться... Но дело не только в одной воде!
Вместе с водой силикагель способен впитывать и неприятные запахи – если вам не нравится, что купальный костюм, полотенце и шапочка после тренировки долго «пахнут бассейном», то есть хлоркой и сыростью, просто положите в сумку тот самый пакетик с силикагелем. И всё! А ещё защита от влаги – это и защита металла от ржавчины! Так что если любите мастерить, то бросьте всё тот же пакетик-другой в ящик с инструментами – и ржавчина уже не будет вам досаждать.
Напоследок: силикагель – это экологически чистый материал, он не горит, он взрывобезопасен и абсолютно не ядовит. А грозная надпись «Не съедобно!» на пакетике должна просто напоминать о том, что проглоченный в большом количестве силикагель (как и в нашем опыте с тарелкой) начнёт «высасывать» и «выпивать» жидкость внутри вашего желудка и кишечника, в связи с чем неприятные ощущения (например, сухость во рту, больной живот или долгое заседание в «кабинке для любования луной») на какое-то время будут вам гарантированы. А так силикагель абсолютно безопасен, и для людей, и для животных...
- Полистать номера журнала "Лучик": https://www.lychik-school.ru/archive/
Заглянуть в журнал:
- Оформить подписку можно в почтовом отделении; если нет возможности сходить в почтовое отделение, можно подписаться онлайн: https://podpiska.pochta.ru/press/П5044
- Оформить подписку на электронную версию журнала: https://lychik-school.ru/subscribe-form/
