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2025-08-01一起動手做史萊姆 探索化學反應中的交聯反應
668 期
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高憲章 | 任職於淡江大學科學教育中心,負責「化學遊樂趣」科普活動,隨化學車隊全臺跑透透,說故事做實驗分享化學給學生們。高衡成 | 任職於淡江大學科學教育中心,是個充滿好奇心的物理人,也喜歡透過解說把
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• 史萊姆的製作,是化學交聯反應的最佳實驗範例。聚乙烯醇與硼砂水溶液經過交聯反應,分子鏈由鬆散的線型結構變成三維網狀,形成既可變形又具有黏性的非牛頓流體。這個過程不僅讓人親手體驗材料科學的奧妙,也展現了化學在日常生活中的趣味與應用。
• 從汽車輪胎的橡膠硫化、分子料理的「爆漿」球體,到醫療敷料與清潔用品,這些都仰賴不同高分子材料的交聯技術。透過簡單的史萊姆實驗,我們能理解這些科技背後的化學原理,並發現科學如何提升生活品質。
• 這個看似單純的實驗,實際上結合了材料選擇、化學反應控制與實驗安全等多重知識。透過親身操作,不僅能激發對科學的好奇心與成就感,更能學會正確處理化學物質與養成安全操作的習慣。
從遊戲走出來的化學實驗小物
歐美經典桌上角色扮演遊戲《龍與地下城》(Dungeons & Dragons)系列中,有一種可以任意改變形狀的怪物「黏液怪」。這種怪物後來被稱為「泡泡史萊姆」(Bubbly Slime),也是日本電子角色扮演遊戲《勇者鬥惡龍》(ドラゴンクエスト)系列中最常出現的低階怪物「史萊姆」的靈感來源,已故日本知名漫畫家鳥山明將史萊姆的形狀設計為淚珠狀。

(作者提供)
史萊姆可說是所有遊戲玩家都認識的初級怪物代名詞,甚至還被評為最可愛的野怪之一。近年來史萊姆搖身一變成為家喻戶曉的商品,但其實只需透過簡單的材料和步驟,就能製造出這一坨軟黏可變形、手感超抒壓的膠體,也使得這個原本只存在於遊戲中的怪物,如今成為化學科普領域中最受大人與小孩歡迎的實驗。
製作史萊姆的原料
製作史萊姆所需的反應物主要有兩種:聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA),以及硼砂水溶液(Borax),兩者都是生活中極易見到的化學藥品(圖一)。

圖一|聚乙烯醇在水中的結構式
聚乙烯醇是一種水溶性的高分子聚合物。所謂的高分子聚合物,最白話的例子就是塑膠,是分子量較小的化合物──單體(monomer)──經聚合反應(polymerization)組合而成、分子量相當龐大的化合物。聚乙烯醇和我們認識的許多塑膠聚合物有些許不同。首先,聚合物原則上來自「同名的單體」,比方說聚乙烯是由乙烯聚合而來,聚苯乙烯則由苯乙烯組成,但聚乙烯醇卻無法從乙烯醇生成,而是必須透過水解聚醋酸乙烯脂取得。再來,分子量龐大的聚合物通常不溶於水,但聚乙烯醇卻可溶於水中,且毒性低之餘還具有非常好的生物相容性,半數致死劑量〔註〕大於2萬毫克/每公斤(mg/kg);換句話說就算一隻十公斤的老鼠一口氣吃下200 克的聚乙烯醇,牠急性中毒死亡的機率也低於50%。因為聚乙烯醇對人體安全,又具有可以形成薄膜、能吸水保濕等特性, 在生活中非常容易找到相關應用產品。黏著劑、隱形眼鏡、藥用膠囊、傷口專用的水凝膠敷料……這些感覺「水水的」卻有形體的東西,很多都是聚乙烯醇的應用產品。
〔註〕半數致死劑量(LD50),實驗動物死亡率達50%所需的化學物質劑量,數值愈小毒性愈強。
接著讓我們來聊聊硼砂水溶液。硼砂的化學名是四硼酸鈉(Na₂B₄O₇),為一種白色晶體,可溶於水並形成無味且帶弱鹼性的透明水溶液;LD50 約為2600 mg/kg,毒性不強,但接觸或食用仍可能產生健康風險。硼砂也是生活中很常見的化學用品,多與麵粉、糖混和製作成環保蟑螂藥,蟑螂在食用後消化道會受損,硼砂的結晶也會破壞蟑螂體表的蠟,使蟑螂脫水導致死亡。硼砂水溶液也能拿來當作清潔劑,用於去除油汙,是一種簡單的水質軟化劑。很久以前在包鹼粽時會用硼砂水溶液來當鹼水,只是後來發現硼砂水溶液其實具有毒性,所以被禁止添加在任何食品中,今日的鹼粽皆以碳酸鈉(Na₂CO₃)或碳酸鉀(K₂CO₃)作為鹼水替代品。
這些原料並不難買,能透過網路上的化工原料廠輕鬆購得。現在,我們就要正式進入製作環節囉!
Start!自己的史萊姆自己做!
第一個步驟就是「備料」。除了純聚乙烯醇,還有個更便宜、好找的選項:成分是聚乙烯醇的膠水。請注意,不要使用以聚氨酯(polyurethane, PU)或環氧樹脂(epoxy resins)為原料的接著劑。另外,我們也要先配好重量百分比4 ~ 5%的硼砂水溶液,作法是將大約一平匙的硼砂溶於100 毫升的溫水中。
確認兩位主角都就緒後,我們可利用水溶性色素將膠水調成喜歡的顏色,在大小適中的容器裡一邊用攪拌棒攪拌聚乙烯醇,一邊緩緩滴入硼砂水溶液。當聚乙烯醇已經可以用攪拌棒整坨拉起,保持黏性與可變形質地之餘又已經成形的時候,就可以停止攪拌,稍微把多餘的水分和硼砂水溶液擠掉,即可得到史萊姆(圖二)。加入硼砂水溶液之所以要緩慢為之,就是為了要控制史萊姆的質地;若一次大量加入,或在已成形後仍不斷加入過量的硼砂水溶液,都會使史萊姆過硬,失去變形和延展性,最終可能只剩下彈性而沒有軟趴好捏的手感。特別留意,即使是低濃度的硼砂水溶液還是應避免長時間接觸,因此這個實驗做完記得要洗手,史萊姆也要用容器或包裝袋妥善保存。……【更多內容請閱讀科學月刊第668期】

圖二(Adobe Stock)