聚合物晶体vs.冰

材料

• 水凝胶高吸水性树脂晶体
• 4毫米可重复密封的三明治大小的冷冻袋
• 两个小型药物温度计
• 手表或钟表

研究问题

• 什么是水凝胶聚合物晶体?
• 水凝胶放入冰箱后会发生怎样的变化?
• 晶体和冰，哪一种保持低温的时间更长?
• 用水凝胶晶体代替碎冰来长时间保持物品的低温实用吗?

过程

1. 在一个透明的大塑料杯或玻璃杯中装满水。
2. 在水中放入五到十个晶体。晶体会立即开始生长。
3. 让晶体生长到容器内看不清的程度。
4. 在一个可密封的冷冻塑料袋里装满果冻状的水凝胶晶体。
5. 合上袋子，放入冰箱。
6. 大约12小时后取出晶体袋。
7. 在另一个塑料袋中加入与水晶袋中相同数量的碎冰。
8. 把两种食物分别放在小碗里。在每个袋子里插入一个温度计。
9. 将冰晶与碎冰保持低温的时间进行比较。将数据记录在下面的表格中。

11. 利用表格中的数据绘制一个柱状图，沿y轴显示冰和晶体保持低温的时间，沿x轴显示每种物质的名称。将最终记录的温度放在每个条的顶部。

结果

研究表明，这些聚合物晶体的保冷时间是普通水冰的2倍。

为什么?

水凝胶聚合物晶体被医院和运动医学用于密封容器中的热/冷包裹。这些容器可以用微波炉加热，也可以冷冻。水凝胶材料的保冷能力为开发新型、可生物降解的包装应用提供了潜力，特别是用于食品包装，以满足对天然和环境兼容材料日益增长的需求。