百科 | “海洋寶寶”吸水就能“長(zhǎng)大”，是什么原理？

在兒童玩具市場(chǎng)，我們經(jīng)?？吹接幸环N稱(chēng)為“海洋寶寶”的玩具，買(mǎi)回來(lái)是一顆顆五顏六色的小珠子，將其浸泡在水中一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)小珠子竟然會(huì)“長(zhǎng)大”10幾倍，捏起來(lái)軟軟的富有彈性。

吸水后，小珠子（上圖）就會(huì)變成大珠子（下圖）

“海洋寶寶”屬于高吸水性樹(shù)脂。那么這種材質(zhì)究竟為何物？

高吸水性樹(shù)脂是一種既不溶于水也難溶于有機(jī)溶劑的水溶脹型功能高分子聚合物。該分子鏈上含有羥基、羧基、酰氨基、磺酸基等親水基團(tuán)和松散網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有超強(qiáng)吸附能力，能夠吸收比自身重量幾百至上千倍的水。**當(dāng)吸水膨脹后，高吸水性樹(shù)脂與水發(fā)生凝固會(huì)成為一種水凝膠，具有吸水速率快、保水性能好等優(yōu)點(diǎn)。**之所以具有這么強(qiáng)大的功能，是因?yàn)樵摬牧现芯哂恤然⒘u基等親水性基團(tuán)與水分子中的氫鍵發(fā)生作用，并且其分子鏈網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可高度溶脹，將水分子牢牢束縛其中，在受熱、加壓的條件下液體依舊不易擠出。

近年來(lái)，高吸水性樹(shù)脂發(fā)展迅速，原料來(lái)源豐富，一般可分為合成聚合物類(lèi)、生物質(zhì)類(lèi)、有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合物三大類(lèi)。

合成聚合物類(lèi)吸水樹(shù)脂是小分子經(jīng)過(guò)聚合件交聯(lián)得到的，其中聚丙烯酸鹽類(lèi)原料簡(jiǎn)便易得，具有耐熱性好、對(duì)大多數(shù)酸堿具有良好的抵抗性、長(zhǎng)期存儲(chǔ)不易腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但是這種吸水性樹(shù)脂很難被生物降解，容易污染土壤。

生物質(zhì)類(lèi)吸水樹(shù)脂原料有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等天然產(chǎn)物，具有成本價(jià)格低廉又容易得到，并且能夠被生物降解，極大地降低了環(huán)境污染，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用前景。

有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合類(lèi)吸水樹(shù)脂解決了傳統(tǒng)高吸水性樹(shù)脂吸水能力強(qiáng)，但機(jī)械性能不好，因此利用納米材料的優(yōu)越性能，通過(guò)將無(wú)機(jī)納米材料加入有機(jī)高吸水樹(shù)脂中進(jìn)行改性，來(lái)提高吸水材料的穩(wěn)定性、耐鹽性等綜合性能。

目前，高吸水性樹(shù)脂在化妝品、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生鮮運(yùn)輸行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

圖源：視覺(jué)中國(guó)

為了達(dá)到清涼的效果，科研人員會(huì)在一些化妝品中添加酒精，而酒精具有易揮發(fā)特性，向其中加入一定量的高吸水性樹(shù)脂便可起到防止揮發(fā)的作用。高吸水性樹(shù)脂吸水后的樹(shù)脂呈凝膠狀，具有很好的黏度，可用作化妝品的增稠劑。在配制染發(fā)水時(shí)，聚丙烯酸鹽、甲基溶纖劑、酸性染料和水配制成的染發(fā)水，加入高吸水性樹(shù)脂便可使材料之間更加融合，具有一定的護(hù)發(fā)、染色效果。

在干旱缺水的環(huán)境中，高吸水性材料可在水量充沛時(shí)大量吸水，在干旱期間緩慢釋放出水分，從而較好地保存、儲(chǔ)蓄雨水，既減少灌溉次數(shù)又節(jié)約灌溉成本，使土壤在較長(zhǎng)時(shí)間保持較高的水分含量，水利用率得到極大提高，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

生鮮類(lèi)食物自身含水量較多，在運(yùn)輸過(guò)程中與干燥空氣接觸后容易失去水分，儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng)越容易變質(zhì)。為了提高生鮮食品的保鮮期，高吸水性材料可以和具有抑菌作用的丙二醇配制的保鮮劑一起對(duì)食物進(jìn)行保鮮處理，這樣就延長(zhǎng)了食品的儲(chǔ)存時(shí)間。

來(lái)源：“中國(guó)科普網(wǎng)”微信公眾