Magiczny piasek
Magiczny piasek (także: piasek hydrofobowy) – rodzaj modyfikowanego piasku, pokrytego związkiem hydrofobowym.
Otrzymywanie edytuj
Magiczny piasek jest wytwarzany z czystego piasku, którego głównym składnikiem jest krzemionka. Pokrywa się go substancją hydrofobową, metodami fizycznymi lub chemicznymi. W podejściach fizycznych można zastosować natryskiwanie spreju wodoochronnego na cienką warstwę piasku[1][2] lub zmieszać gorący piasek z niewielką ilością wosku, parafiny[3][4], żywicy lub innych materiałów hydrofobowych[2]. W ten sposób można otrzymać piasek hydrofobowy w warunkach domowych. Uzyskany produkt nie jest odporny na działanie rozpuszczalników organicznych[2]. W podejściu chemicznym wytwarzane są trwałe wiązania kowalencyjne pomiędzy krzemionką w ziarnach piasku a związkiem krzemoorganicznym o właściwościach hydrofobowych[5]. W tym celu piasek poddaje się działaniu par trimetylosilanolu, (CH
3)
3SiOH[2].
Właściwości edytuj
Magiczny piasek nie ulega zwilżaniu przez wodę. Wsypany do wody opada na dno tworząc plastyczną masę, którą można formować. Po wyjęciu z wody jest suchy i sypki[6][7]. W lipofilowych rozpuszczalnikach organicznych, np. w heksanie, zachowuje się jak zwykłe sypkie ciało stałe. Efekt hydrofobowy występujący w wodzie zanika po dodaniu niewielkich ilości rozpuszczalników organicznych[8].
Zastosowanie edytuj
Hydrofobowy piasek został pierwotnie opracowany w celu usuwania ropy z powierzchni wody, aby zapobiec zanieczyszczeniu plaż. Po naniesieniu na pływającą ropę miesza się z nią, zwiększając jej gęstość, na tyle, że mieszanina opada na dno. Nie wszedł jednak do użycia w takim celu ze względu na wysoką cenę[4].
Może być także stosowany do zakopywania połączeń w obszarach arktycznych. Ponieważ nie ulega zwilżaniu, nie zamarza w czasie mrozu, umożliwiając łatwy dostęp serwisowy nawet w niskich temperaturach[4][6].
Magiczny piasek, zwykle zabarwiony, jest dostępny handlowo jako zabawka. Wykorzystywany jest też w celach edukacyjnych[2][6][8].
Plastyczny piasek magiczny edytuj
W handlu dostępny jest też magiczny piasek w formie plastycznej. Można go formować i kroić. Uzyskane kształty są stabilne przez kilka minut. Można go otrzymać przez zmieszanie piasku z polidimetylosiloksanem, CH
3[Si(CH
3)
2O]
nSi(CH
3)
3, w proporcji ok. 10:1[9].
Przypisy edytuj
- ↑ Mike Murray, How to make Magic Water-Proof Sand [online], 5 maja 2013 [dostęp 2022-07-13] (ang.).
- ↑ a b c d e Ran Peleg i inni, The magic sand mystery, „Science in School”, 32, 2015, s. 37–40 [dostęp 2022-07-13] (ang.).
- ↑ Mighty Oaks, The Hindoo Sand Trick, [w:] H.H. Windsor (red.), The Boy Mechanic Book 2, 1000 Things For A Boy To Do, Chicago: Popular Mechanics Press, s. 308 [dostęp 2022-07-13].
- ↑ a b c Sand castles, [w:] Formulate and Understand Notebook, Royal Society of Chemistry/Formulation Science & Technology [dostęp 2022-07-13].
- ↑ Magic Sand [online], American Chemical Society. Chemistry for Life [dostęp 2022-07-13] (ang.).
- ↑ a b c Magic Sand, „Journal of Chemical Education”, 77 (1), 2000, art. nr 40A, DOI: 10.1021/ed077p40A (ang.).
- ↑ Steve Spangler, Magic Sand - Sand that is Always Dry! [online], YouTube, kanał SpanglerScienceTV, 15 stycznia 2011 [dostęp 2022-07-13] (ang.).
- ↑ a b Ed Vitz, Magic sand: Modeling the hydrophobic effect and reversed-phase liquid chromatography, „Journal of Chemical Education”, 67 (6), 1990, s. 512, DOI: 10.1021/ed067p512 [dostęp 2022-07-13] (ang.).
- ↑ David A. Katz, Kinetic Sand [online], www.chymist.com, 2014 [dostęp 2022-07-13] (ang.).