מתכון בסיסי והסבר מדעי לכוכב הגדול ביותר של ניסויי האינטרנט בשנים האחרונות – הסליים

בניסוי הזה נכין סליים בסיסי וגם נבין איך הוא נוצר. 

ציוד

  • דבק פלסטי
  • בורַאקס (אפשר לקנות בחנויות יצירה, צעצועים וחומרי בניין)
  • מים
  • 2 כוסות
  • כף וכפית
  • קערה
  • לקישוט – נצנצים, צבע מאכל וכל קישוט קטן ויפה, כיד הדימיון

הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:

קצת היסטוריה

ההיסטוריה של הסליים לא התחילה בשנים האחרונות. למעשה שורשיה נטועים לפני עשרות שנים: בתקופת מלחמת העולם השנייה היה צורך גדול בגומי, אבל בגלל המלחמה היה קשה להשיג את חומרי הגלם עבורו, וכימאים בכל רחבי העולם חיפשו תחליף. בשנת 1943 גילו כמה כימאים, כל אחד בנפרד, שאם מערבבים בוראקס עם שמן סיליקוני – נוצר חומר מוזר דמוי גומי בעל תכונות מעניינות – אם עוזבים אותו הוא מתנהג כמו נוזל, אבל אם לוחצים עליו חזק ומהר הוא מתקשה למוצק. החומר שהומצא נקרא סיליפוטי – והוא נמכר עד היום כחומר רפואי – לפיזיותרפיה, למשל למשחק ואימון עבור אנשים שכף ידם נפגעה או נותחה.

בשנת 1976 הוציאה חברת הצעצועים האמריקאית מאטל (חברת הצעצועים הגדולה בעולם) משחק בשם סליים לשוק. זה היה חומר – דומה לפלסטלינה אך נוזלי הרבה יותר. מאטל החליפה את שמן הסיליקון שבסיליפוטי, בסוג של חומרים הנקראים רב-סוכרים (כדוגמת עמילן) שעורבב עם בוראקס (אותו הבוראקס מהסיליפוטי). בגלל ששני חומרי הגלם שבהם השתמשה החברה אינם רעילים, התוצאה הייתה חומר מוצק-נוזל בעל תכונות מעניינות ובטוח לשימוש גם לילדים.

עם השנים התגלה כי אפשר להחליף את הרב-הסוכר בדבק פלסטי לבן – שגם הוא יוצר חומר דומה לסליים ולסיליפוטי כשמערבבים אותו עם בוראקס. שימו לב שבכל המתכונים הבוראקס הוא חומר המפתח, וכפי שאמרתי בסרט – גם במתכונים שבהם משתמשים בחומר ניקוי כמו נוזל כביסה או נוזל לשטיפת עדשות מגע – מה שיוצר בפועל את הסליים הוא הבוראקס הנמצא בתכשירים אלו. כאמור לא מומלץ להשתמש בנוזלי כביסה בגלל שהם חומרים מגרים מאוד לעור, ותמיד עדיף להשתמש בבוראקס נקי.

בשנים האחרונות מתכוני וסרטוני סליים הפכו לתופעת רשת של ממש – עם אלפי סרטונים בנושא לסליימים בצבעים ותכונות שונות ומשונות.

מנגנון הפעולה

נסביר כיצד בוראקס מקשה דבק פלסטי והופך אותו לסליים – שזה המתכון הנפוץ ביותר (עם חומרים אחרים מנגנון ההקשייה דומה).

דבק פלסטי הוא בעצם פולימרים המומסים במים. פולימר הוא מולקולה ענקית – שמורכבת מהרבה (פולי) יחידות (מר) המחוברות יחד ויוצרות שרשראות ענקיות של אלפי יחידות. פלסטיקים הם אולי הפולימרים המוכרים ביותר. הפולימר העיקרי ממנו מורכב דבק פלסטי נקרא פולי-ויניל-אצטט (ראשי תיבות באנגלית PVA), מהשם ניתן להבין שהוא בנוי מהרבה יחידות של החומר 'ויניל-אצטט' שמחוברות יחד. כמו-כן הוא מכיל גם מעט מהפולימר פולי-ויניל אלכוהול (שגם ראשי התיבות של השם שלו באנגלית הם PVA). למעשה, עם הזמן, הפולי-ויניל אצטט שבדבק מתפרק והופך לפולי-ויניל-אלכוהול ול'אצטט' – שזה חומץ. אם תרחרחו דבק פלסטי תוכלו להרגיש בבירור בריח של חומץ – תוצר הפירוק האיטי שלו.

בסרט יצרתי שרשראות עם ווים כדי להדגים את המבנה של הדבק, מבחינה כימית זה נראה כך:


מבנה סכמתי של הפולימרים בדבק פלסטי (ימין) והמבנה הכימי – חלק משרשרת פולי-ויניל-אצטט למעלה, ופולי-ויניל-אלכוהול למטה

קבוצות האלכוהול / הידרוכסיל (בסימון כימי OH), והאצטט (בסימון כימי OCOCH3 ) – שנמצאות בפולימר אכן משמשות מעין 'ווים', והן הסיבה שדבק פלסטי נקשר ומדביק מצויין חומרים כמו עץ או נייר: הקבוצות הללו פשוט יוצרות קשרי מימן עם קבוצות כימיות דומות שנמצאות בעץ או בנייר – וכך הדבק מדביק. המים בדבק משמשים כממס, וכאשר הדבק 'מתייבש' (המים מתאדים) נשאר לנו רק פולימר דבוק לחומר שאותו רוצים להדביק. דבק פלסטי לא יידבק טוב לחומרים שאיתם הוא לא יכול ליצור קשרי מימן – כמו למשל שקיות מפלסטיק, שלא יוצר קשרי מימן.

חומר המפתח השני הוא בוראקס. הבורקס הוא סוג של מלח. בעולם יש חומרים הנקראים 'חומצות' וישנם חומרים הנקראים 'בסיסים'. כאשר מערבבים אותם יחד נוצרים חומרים הנקראים מלחים. בגלל שיש הרבה סוגים של חומצות ובסיסים בעולם ישנם גם הרבה סוגים של מלחים בעולם, לא רק 'מלח הבישול' המוכר, והבורקס הוא אחד מהמלחים הללו. הוא משמש בחומרי ניקוי רבים.

נוסחתו הכימית היא Na2B4O7 וכאשר הוא נמס במים נוצרים בהם חלקיקים קטנים של 'יוני בוראט' שנוסחתם הכימית B(OH)4- - בסרטון יצרתי אותם כמין עיגול המוקף בארבעה ווים. מהבחינה הכימית זהו אטום של היסוד בור (B) המוקף בארבע קבוצות הידרוכסיד (OH).

כאשר מערבבים אותו עם הדבק מתרחש ה'קסם': בין הבוראקס לשרשראות הפולימר נוצרים קשרי מימן (שאותם הזכרנו קודם בהקשר של הדבק), הקושרים יחד כמה שרשראות.

קישור שרשראות פולי-ויניל-אלכוהול באמצעות בוראקס בסרטון (למעלה) וכימית (למטה). הקווים המקווים מציינים קשרי מימן
קישור שרשראות פולי-ויניל-אלכוהול באמצעות בוראקס בסרטון (למעלה) וכימית (למטה). הקווים המקווים מציינים קשרי מימן

התוצאה היא שבמקום שרשראות חופשיות, מקבלים 'גוש' עם המון שרשראות קשורות יחד – מה שמקנה לחומר את תכונות הסליים. קישור של שתי שרשראות פולימר נקרא בשפה הכימית 'קשרי הצלבה' – והוא שיטה כימית ידועה להקשות פולימרים.

בגלל שקשרי המימן אינם קשרים כימיים חזקים במיוחד הם יכולים בקלות להתנתק וגם להיווצר כל הזמן, ולכן החומר הוא לא ממש מוצק, ואם 'קורעים' אותו הוא מתחבר חזרה. מדהים! הוספת הרבה בוראקס יוצרת הרבה קשרים – והתוצאה היא סליים מוצק יותר. הוספה של מעט בורקס יוצרת מעט קשרים ולכן הסליים נוזלי יותר.

כאן אפשר להוריד את הדגם של מגזרות הנייר שאיתו הדגמתי בסרט את יצירת הסליים

2 תגובות

  • יעל

    היי, אשמח לדעת- הבוראקס עצמו

    היי, אשמח לדעת- הבוראקס עצמו לא בעייתי מבחינת גירוי לידיים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    גליון בטיחות חומרים

    היי יעל
    לכל חומר שמיוצר ישנו מה שנקרא 'גליון בטיחות חומרים' - או באנגלית Material Safety Data Sheet -MSDS
    בגליון כתוב כל הידוע על החומר מבחינת בטיחות ובריאות. אפשר לחפש שם של כל חומר בעולם (באנגלית) בצירוף MSDS בגוגל, ומגיעים למידע. בכל אופן לפי גליון הבטיחות של בורקס -
    http://www.lagunaclay.com/msds/pdf/3rawmat/adry/mborax.pdf
    הוא אינו גורם גירוי לעור. יכול לגרום גירוי לעיניים ולמערכת הנשימה - אבל רק בכמויות גדולות, גם אינו רעיל במערכת העיכול. החומר נחשב בטוח מאוד.
    ובכל זאת - כולנו אינדיבידואלים שונים מעט, ולכן אולי יכול להיות באופן נדיר מישהו שבורקס יגרום לו גירוי לעור, ובמקרה זה פשוט לא להשתמש.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע