國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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魔 砂

不沾水就是不沾水的怪異砂子

器材:砂子、燒杯、織品保護噴霧劑、烘箱
操作步驟與現象

  這是一種很奇妙的砂子,被稱為魔砂(magic sand)表面上和一般的砂子一樣,看不出有什麼特別,但是一旦放入水中,就會呈現出令人驚奇的現象。

  將魔砂倒入水中,魔砂會沉下去並聚集為條狀(如圖一),不會散開。將水倒掉之後,取出魔砂,結果魔砂居然是:乾的(如圖二)! 
   
      圖一     圖二

按這裡觀看實驗影片(11.7M)

原理

魔砂之所以不沾水,是因為魔砂的表面具有一層「厭水性(hydrophobic)」的物質,以保護砂子不會與水結合。所以只要想辦法讓砂子的表面附著厭水性的物質就可以製作出魔砂。雖然一般的油性物質為非極性,與高極性的水不互溶,因此具有厭水性,但是一般的油性物質並不容易附著在砂子上。

由查詢的資料顯示;三甲基氫氧矽烷(Trimethyl hydroxysilane,(CH3)3SiOH)適合於製作魔砂,但是市面上並不容易取得,成本也很高。版主嘗試其它多種油性物質,例如果凍蠟、防鏽油、皮革清潔劑…..等等,但是效果並不好,砂子不是容易結塊就是被水浸濕。最後以一種用於織品保護噴霧劑(fabric protector spray)的Scotch GardTM製作出效果不錯的魔砂,製作方法相當簡易。

魔砂製作方法

1.取砂子(海砂或砂畫的砂子皆可)以水清洗乾淨,並使之乾燥後(可用陰乾方式)再使用。

2.將砂子置於杯子中,以織品保護噴霧劑噴灑砂子,噴灑量為砂子均勻潮濕即可。

3.將噴灑後的砂子烘乾(去除有機溶劑),烘乾過程應不時翻攪,以使均勻乾燥。乾燥後即可試驗是否具有魔砂性質。

★註:欲購買Scotch GardTM織品保護噴霧劑,上網查詢資料即可。

參考資料:

 1.普渡大學化學系:http://www.chem.purdue.edu/bcce/MagicSandTeachersGuide.pdf

 2.PROF BUNSEN SCIENCE http://www.profbunsen.com.au/proddetail.php?prod=G08

 3.Steve Spangler SCIENCE http://www.stevespanglerscience.com/product/1331

 4.YouTubehttp://www.youtube.com/watch?v=1nNlOj_YB6s