居家科学项目：放大小熊软糖，揭开渗透的秘密

欢迎来到PopSci 的家庭科学项目系列。工作日中午，我们将发布使用可在杂货店购买的食材的新项目。在社交媒体上使用 #popsciprojects 标记您的项目，向我们展示项目的进展情况。

小熊软糖味道鲜美。这一点毋庸置疑（不过你可以吃几颗来证明这一假设）。但它们也是完美的生物，有助于展示一种使我们所知道的生命成为可能的过程：渗透。

不管你信不信，当你把小熊软糖扔进水里时，渗透作用也会发生，从而揭示出你身体细胞最基本的内在运作。只需加水和一勺盐，你就能亲眼看到它发生的过程。

统计资料

• 时间： 5 分钟准备时间，3 至 9 小时等待时间
• 难度：简单

你需要什么

• 小熊软糖，颜色最好是深色的
• 三个小碗
• 水
• 2汤匙盐
• 一把勺子
• （可选）标尺
• （可选）厨房秤

指示

1. 在两个碗里装满冷水。室温水就可以，但不要用热水——热水会融化你的小熊软糖。

2. 将盐加入第一个碗中。第二个碗中应刚好盛有水。

3. 将一只小熊软糖放入每个碗中。确保它们完全浸没。将碗放在不会被打扰的地方。小熊软糖很诱人——即使它们咸咸的、湿湿的！

• 注意：我们尝试了不同类型的软糖（包括涂有令人垂涎欲滴的晶体的酸味软糖），我们得出的结论是，这个实验的理想小熊软糖颜色深，耐嚼，而不是柔软——就是经典的小熊软糖。颜色越深，软糖吸收水分时，颜色越浅，软糖越不容易变透明，而较浓的明胶混合物会使糖果在取出观察时不易散开。此外，远离酸味软糖和含有不寻常风味添加剂的软糖，因为它们不太可能产生预期的效果。

4. 留出第三颗软糖作为实验对照。我们建议您在考虑吃掉剩余的软糖之前先留出这颗软糖。如果您突然意识到自己已经吃完了所有软糖，并且不再有实验对照，那将是一场悲剧。请保持干燥。

5.等待三个小时。

6. 再次检查浸水的糖果。如果愿意，你可以用勺子把它们舀出来，放在纸巾上观察，但一定要把它们放回原来的碗里。记下软糖的变化——写下你的观察结果，这样你就可以将它们与最终结果进行对比。你可以在接下来三个小时后再次检查。

7. （可选）进行一些测量。如果您的小实验者需要更多挑战，您可以让他们用尺子和/或厨房秤测量熊，并计算熊的体积和重量减少了多少或增加了多少。

8. 再等六个小时。大约第九个小时，转变就会完成。

9. 从碗里取出小熊。用小勺把它们排列在盘子或纸巾上，看看它们变化有多大。泡在白开水中的软糖应该比没泡过的糖果大得多，而泡在盐水中的小熊应该保持大致相同的大小——除非盐水使小熊缩小了。稍后会详细介绍。

10. 在第三个碗中倒入冷水和一汤匙盐。将膨胀的、浸水的软糖熊放入其中，每隔几个小时观察一次。浸泡过程中，软糖熊应该会明显变小。

工作原理

渗透是指水通过半透膜（即一种孔洞足够大，可以让某些物质进入，但又足够小，可以阻挡其他物质进入）的运动。在此过程中，水无需外力或能量即可穿过膜，使两侧水分子的浓度与其他分子的浓度大致相同。

这个过程对于维持我们的生命至关重要。我们细胞的外膜是半透性的，允许水和氧气等小分子通过，同时保护细胞的所有细胞器并使其保持原位。当需要清除废物时，细胞会开始将有毒分子排出，同时通过渗透从血液中吸收水分。一旦细胞的水分浓度与细胞外的水分浓度平衡，它就会停止吸收更多液体，从而防止细胞破裂。

小熊软糖由明胶和糖制成，明胶的组成蛋白质与我们细胞的外膜非常相似。就像它们一样，小熊软糖的明胶“皮”可以让水和其他小分子通过，同时保留较大的分子——在这种情况下，那些较大的分子就是糖，正是糖让小熊软糖如此美味。

当你将小熊软糖放入水中时，糖分子会试图扩散并均匀地分散在水碗中。但明胶膜不会让它们出来。糖也使得软糖中的水浓度与周围的液体相比相对较低。渗透力图纠正这种不平衡，因此水会不断推入软糖并穿过膜，直到明胶两侧的浓度相同。这意味着你的软糖会吸收大量的水。

在水和盐的溶液中，碗和小熊的水分浓度相似，因此如果水足够咸的话，糖果可能保持大致相同的大小甚至会缩小。就像小熊中的糖会降低水分浓度一样，碗中的盐也意味着水与其他分子的比例会降低。作为回应，小熊可能会挤出水以稀释碗内的液体。如果你把吸水膨胀的小熊放入盐溶液中，那些多余的水分子就会离开小熊，从而降低碗中的盐浓度。

如果你有时间（和软糖）可以进一步完善这个实验，测试不同的盐浓度。你可以将几个碗排成一排，加入越来越多的盐和相同量的水。你加的盐越多，糖果就会缩得越多。