為什麼黏土會有黏性？

THEMA Café 希瑪科學咖啡館

2021/09/25閱讀時間約 3 分鐘

黏土是我們的日用品之一，由於它具有黏性，我們可以拿它來做美勞做品、做陶器等等，不過大家知道嗎？黏土的黏性也使其在產業應用上具有很好的潛力！

舉例來說，像是在動物飼養管理上，我們可以在黏土混入飼料，使飼料中的黴菌毒素吸附以避免被動物吸收、細菌與病毒被其吸附而難以傷害動物，使動物更健康，我們也吃得更安心。

另外，我們也可以在黏土中加入具抗菌效果的銀離子，使其具有更強的抗菌效果，又或者使黏土奈米化，皆由增加其表面積增加其吸附力等等。

不知道到這裡大家大家是否已經對黏土開始感興趣？別擔心，後續幾周的周六五色鳥將會為各位介紹更多黏土的應用，不過在進入正題之前，讓我們先來了解：【什麼是黏土？為何黏土是黏的呢？】

什麼是黏土？

黏土是由鋁、矽和氧等元素組成的混和物，主要來自於火成岩中，在土壤或岩石中都有。這些成分在地底經過高溫高壓及過程中雜質的侵入，形成不同的礦物混入其中，例如石英、明礬石等都有發現存在於黏土中，所以因為成分複雜而未有一明確定義來解釋黏土。

分子結構長怎樣呢？

首先黏土的基本組成結構，分別是四面體形與八面體型，四面體型，在其外圍的四角分別有一氧離子，而中間則存在一矽離子，而在八面體型是外圍八個角都是氧離子或氫氧根離子，但中間則是鋁或鎂離子，如下圖。

(Sivakugan, 2001)

這些分子彼此會互相堆疊共用形成如圖般1:1 層(一個四面體型配一個八面體型)
(Nadziakiewicza M. et al.,2019)

或2:1層(兩個四面體型配一個八面體型)
(Nadziakiewicza M. et al.,2019)

這樣的結構可不斷延伸形成一層一層的片狀結構，而層跟層間都是由氧所組成，氧帶負電，所以層跟層間無法靠太近同時，這些大量的負電可吸引許多帶正電的分子進來被吸附在此，同時也形成吸引力使上下兩層，不會因為負負向斥而分離，此外這些帶正電的分子亦可吸引其他帶負電的分子進入，或是跟外圍的正電分子作交換，而水分可藉由氫跟氧之間產生的氫鍵被拉進來，所以可以知道只要是帶有極性的分子都有可能被它所吸附，因此摸起來才會黏黏的。

圖片中上下兩邊橘色部分為四面體型與八面體型，中間部分為被吸引的分子
(Krishna, 2016)

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撰寫/種咖啡的五色鳥
校正/種咖啡的五色鳥
圖/咖啡因成癮的蛾
圖解/想啡的貓

參考文獻

Nadziakiewicza, M., Kehoe, S., & Micek, P. (2019). Physico-Chemical Properties of Clay Minerals and Their Use as a Health Promoting Feed Additive. Animals : an open access journal from MDPI, 9(10), 714. https://doi.org/10.3390/ani9100714

圖片來源

Sivakugan, N., (2001). Basic Structural Units of Clay Minerals. In: claymin.ppt (Editor), Power Point. James Cook University, Townsville. Australia

Krishna R.( 2016). Study: Antibiotics hide within soil mineral layers
https://news.cornell.edu/stories/2016/02/study-antibiotics-hide-within-soil-mineral-layers

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