文档结构  
翻译进度:已翻译     翻译赏金:0 元 (?)    ¥ 我要打赏

介绍

当我们提起尿不湿的时候,我们通常会想到婴儿。但你知道宇航员有时也要穿尿不湿吗?宇航员“尿不湿”被称为最强吸收性服装(MAGs),而且在宇航员需要长时间呆在密封的宇航服里时,就会穿尿不湿,比如在太空行走时,或者当他们的飞船脱离轨道,进入大气层返回家园时。

对于婴儿和宇航员来说,尿不湿最重要的是要防漏。但是,你有没有想过尿不湿实际上是如何起作用的吗?纸尿裤里面的材质,能让它吸收所有的湿东西,而不会弄得一团糟?在此次活动中,我们将探索尿不湿中的物质,无论在摇篮里,还是在外太空,都能毫不渗漏!

第 1 段(可获 1.69 积分)

背景

无论是为婴儿设计的尿不湿,还是为宇航员设计的,主流的纸尿裤品牌都含有一种称为聚丙烯酸钠的粉状化学吸收剂,它能够吸收超过自身重量300倍的水!这相当于一个正常的成年人能够突然吸收一头蓝鲸的重量,大约40000磅!

能够吸收大量的液体,使得聚丙烯酸钠在尿不湿中非常重要。化学吸收尿纸尿裤中的液体,把它跟皮肤隔离开。宇航员穿的尿布可以吸收两公升的水,同样体量的液体,相当于杂货店里的一大瓶苏打水!感谢上帝,它们可以吸收这么多,因为没有人想在修复一艘飞船时还穿着湿的纸尿裤!

第 2 段(可获 1.73 积分)

在这个活动中,你要从纸尿裤中分离出聚丙烯酸钠,并亲自检测其吸水性(看它能吸收多少液体)。你将通过测量体积的方法来进行测量,体积的意思是物质占据的空间大小。在这种情况下,你将不同量的聚丙烯酸钠与水进行混合,来测量体积。

所需材料

  • 成年助手
  • 八个透明的塑料杯(玻璃杯也行,只要杯子是透明的。)
  • 两到三个一次性纸尿裤(所需的数量将略有不同,这取决于大小和品牌。)
  • 食用色素
  • 油性马克笔
  • 剪刀
  • 一个干净的拉链袋,一加仑大小
  • 量匙
  • 量杯
  • 勺子或其他使用搅拌器
  • 一张工作台,允许被弄湿和/或报纸来铺盖它
  • 一茶匙的食盐(可选)
第 3 段(可获 1.75 积分)

准备工作

  • 如果需要的话,在你的工作台上铺几张报纸。你将使用的化学物质是完全安全的,但这将有助于清理。
  • 使用油性马克笔给4个杯子做好标记。(如果你使用的是玻璃杯,在胶带上写标签,然后把胶带粘到杯子上。)标记方法如下:杯1-- 1/8茶匙,杯2 -- 1/4茶匙,杯3 -- 0.5茶匙,杯4 -- 1茶匙。
  • 在四个未标记的杯子里,放置两到三滴的食用色素。用量杯倒三分之一杯水到每一个杯子里。用勺子或搅拌器将水搅匀。
  • 在你的工作台上打开一个纸尿裤。请成人助手帮你用剪刀剪断尿布的内衬,并拿出里面的粉末、棉花状填充材料。把填充材料放入准备好的拉链袋里。
  • 检查纸尿裤的任何残留的粉末,无论是用你的手(或使用你的勺子),或者你可以小心地拿起尿布,并将剩余的粉末抖到拉链袋中。
  • 把纸尿裤放在一边。所有填充物都放入袋内,仔细密封,并将密封袋摇晃一到两分钟。你应该看到袋子底部有越来越多的粉末,因为是你把它从填充材料上摇下来的。
  • 小心地从拉链袋的顶部取出填充物(如果有一点残留在里面,也是可以的。)
  • 如果有必要,再多处理一到两个纸尿裤,直到你的袋子里已经收集了至少两茶匙的粉末。
第 4 段(可获 3.53 积分)

过程

  • 用量匙将适量的粉末,从袋子里转移到对应的杯子中。先将1/8茶匙的粉末放入被标记为“1/8茶匙”的杯子中,然后放1/4茶匙的粉到“1/4茶匙”的杯子中,等等。继续,直到你把正确的量的粉末放到每个标记好的杯子。注意粉末的外观和质地。杯子里还有多少空间?
  • 在成人的帮助下,小心翼翼地将1/3杯的染色水倒入“1/8茶匙”标签的杯子里。用勺子搅拌水和粉末。液体搅拌约一分钟。当水和粉末混合时,观察水发生了什么变化?你搅拌时,样子有变化吗?你还能看到粉末吗?
  • 重复这个过程,将1/3杯的染色水倒入“1/4茶匙”标签的杯子里。用勺子搅拌水和粉末大约一分钟。当水和粉末混合时,观察水发生了什么变化?在你搅拌时,液体的外观有没有发生变化?混合物看上去什么样?它跟“1/8茶匙”杯子里的液体一样吗?
  • 重复这个过程,将1/3杯的染色水倒入“0.5茶匙”标签的杯子里。用勺子搅拌水和粉末大约一分钟。当水和粉末混合时,观察水发生了什么变化?在你搅拌时,液体的外观有没有发生变化?混合物看上去什么样?它跟“1/4茶匙”杯子里的液体一样吗?
  • 第四次重复这个过程,将1/3杯的染色水倒入“1茶匙”标签的杯子里。用勺子搅拌水和粉末大约一分钟。当水和粉末混合时,观察水发生了什么变化?在你搅拌时,液体的外观有没有发生变化?混合物看上去什么样?它跟“0.5茶匙”杯子里的液体一样吗?
  • 将所有的四个带标签的杯子排成一排。在标有“1/8茶匙”的杯子里,观察液体的高度,可以知道混合物的体积。将这个高度与其他杯子的混合物的高度进行比较。哪个杯子里的体积最大?哪个最低?你注意到在不同杯子里的混合物有什么其他的区别吗?它们看起来不同吗?它们给你的感觉不一样吗?
  • 附加:用你的量匙,往标记为“1茶匙”的杯子里加入一茶匙的盐。将混合物搅拌约1分钟。当你搅拌时,混合物发生了什么变化?加盐之后,有什么不同吗?
  • 附加:试着增加一汤匙的粉末,总是添加1/3杯的染色水。注意观察当你增加粉末后颜色浓度的变化。
  • 附加:如果你还有一个多的纸尿裤,尝试把它浸泡在水里一分钟,然后把它放在某个地方晾干。观察纸尿裤在水中浸泡后,形状或质地是否会有所改变。
第 5 段(可获 6.78 积分)

观察和结果

随着每一个杯子里的粉末量的增加,你可能已经注意到混合物的体积增加了。此外,你应该注意到,粉末的质地发生了改变。当有足够的粉末来吸收所有的水,粉末从微小的晶体到更大的凝胶球,几乎是圆形米粒的大小。这是意料之中的结果。聚丙烯酸钠是一种聚合物,这意味着它是由许多较小的、被称为单体的单位组成的大分子链。当它们接触到液体时,比如水,高吸水性聚合物会扩大,因为水分子会被拖入,并通过聚合物分子的形式保持住。因此,聚丙烯酸钠的作用就像一个功能超级强大的海绵!

第 6 段(可获 1.59 积分)

如果你试着在混合物中加入盐,你可能已经注意到凝胶混合物的质地和体积又变回了液体的状态。这是因为盐打破了水和聚合物链之间的吸引力。加入的盐分解成负离子和正离子,这些离子也被水分子所吸引。每个盐离子吸引几个水分子,从而使他们远离聚合物。最终,足够的水被拉开,使混合物从凝胶回到液体的状态。

第 7 段(可获 1.09 积分)

文章评论