3D有趣實驗：彩色漩渦

3D有趣實驗：彩色漩渦
國立臺北教育大學自然科學教育系 教學碩士班施慧淳

前言

在鮮奶中加入洗潔精時，洗潔精中的親油基分子會包圍牛奶中的脂肪而迅速形成微胞。在形成微胞的過程中會造成漩渦式的混亂，滴入的色素分子會被衝撞而散亂分布，形成漩渦式的色彩變化。

實驗影片

3D有趣實驗：彩色漩渦，開啟YouTube影片後，若設備允許，可以開啟最高解析度。右下角可以選擇2D或開啟3D。若開啟3D，選項有並排或紅藍等3D效果選項，請依您的設備選取適當格式。

藥品與器材

1. 食用色素(藍色1號、黃色4號、紅色6號、綠色【57%黃色4號和43%藍色1號混合而成】)各一小瓶。
2. 全脂鮮奶一盒。
3. 洗潔精(或洗衣精)適量。
4. 棉花棒4-5根。
5. 淺碟子1-3個。

實驗步驟

1. 將全脂鮮奶倒入淺碟子中約1公分高即可。
   
2. 將食用色素紅、黃、藍、綠四種，各滴一小滴到鮮奶中央。
   
3. 將棉花棒沾上洗潔精。
   這時候可先讓學生猜一猜：如果將沾有洗潔精的棉花棒放入鮮奶中央，會發生什麼事？請學生睜大眼睛仔細瞧一瞧。
   
4. 將棉花棒放入鮮奶中央，此時會看到四種顏色不停的翻滾，由淺碟子中央一直往四周擴散，而且會持續一段時間，非常有趣！
   

原理和概念

鮮奶的成份含有蛋白質、脂肪、碳水化合物(糖)、鈣、鈉；而洗潔精中的清潔劑分子包括親油基與親水基。

把洗潔精加入鮮奶中時，親水基會與鮮奶中的蛋白質形成化學鍵；親油基分子會包圍脂肪結合成微胞而分布在鮮奶中。

在親油基分子與脂肪快速混合形成微胞的過程中會讓牛奶產生漩渦式的混亂，此時食用色素的分子也會被衝撞而散亂分布，形成被攪動的色彩變化，而且會持續一段時間，一直到微胞分散到整個鮮奶中才停止。

另外一個原因是洗潔精會使牛奶的表面張力變小，而使得色素往四面八方擴散。

教學提示

1. 進行這項實驗時，鮮奶使用全脂鮮奶的效果較佳，不要使用低脂鮮奶。
2. 鮮奶的量不要倒太多，約淺碟子的1公分高即可，不要超過1公分。

安全

整個實驗過程安全性高，可讓學童親自操作，教師在旁提示重點或觀看即可。

廢棄物處理

因牛奶、色素為食品級，實驗後可直接倒入水槽；使用過的鮮奶勿再食用；棉花棒丟入垃圾桶；淺碟子用清水清洗乾淨即可。

參考資料

• 國立臺中教育大學科學教育與應用學系(2015)。科學遊戲實驗室。臺中市。
  http://scigame.ntcu.edu.tw/chemistry/chemistry-014.html