Сахарная вата - это съедобное стекло?

Сахарная вата состоит из тонких нитей стеклянных сахарных волокон. Суть в том, что сахарная вата — это стекловолокно, но стекловолокно — это не сахарная вата. На молекулярном уровне, помимо оптического сходства, у них есть много общего. Есть и другие виды сахара, которые имеют общую со стеклом структуру.

Что такое стекло?

Это звучит как глупый вопрос, ведь все мы знаем, что такое стекло, не так ли? Оно прозрачное, легко ломается и используется для изготовления самых разных предметов, от окон до очков. Однако для ученых «стекло» — это просто еще одна категория веществ, и это название принадлежит не только веществам, изготовленным из каменной муки.

Стекло — это класс аморфных твердых тел с неправильным молекулярным расположением жидкости и жесткостью твердого кристалла. Эти вещества образуются, когда вязкая жидкость быстро остывает и не успевает расположить молекулы упорядоченным образом, как это обычно бывает с кристаллами. Это означает, что термин «хрустальное стекло» на самом деле является оксюмороном.

Стекло тоже не всегда хрупкое — временами оно в несколько сотен раз прочнее стали. Ученые обнаружили, что при переохлаждении расплавленных металлических сплавов на тысячи Кельвинов в секунду они образуют нечто, называемое металлическим стеклом. Это вещество такое же прочное, как металл, и такое же универсальное, как пластик.

Вы больше не уверены в истинном определении стекла, не так ли? Ну, и ученые тоже. Некоторые утверждают, что стекло является некристаллическим твердым телом, тогда как другие утверждают, что его следует классифицировать как замороженную жидкость. Ответ на вопрос, что такое стекло, не такой уж и простой.

Читайте также: Когда был изобретен пластик?

От сахара к стеклу

Сахарный песок состоит из углевода, называемого сахарозой. Кроме того, молекулы сахарозы любят образовывать регулярные трехмерные структуры, поэтому сахар является кристаллическим. При растворении в воде эти молекулы отделяются друг от друга и присоединяются к молекулам воды.

Несмотря на то, что сахар хорошо растворяется в воде, он достигает точки, при которой дальнейшее растворение невозможно. В этом перенасыщенном состоянии сахар начинает перекристаллизовываться. Нагревание перенасыщенного сахара останавливает перекристаллизацию и приводит к получению сахарного сиропа.

Сахарный сироп — не что иное, как оборотень. Человечество овладело искусством превращения простого сиропа (вместе с некоторыми добавками) в широкий спектр волшебных угощений. Будь то пушистый зефир, жевательный ирис или леденец. Все начинается с простого сахарного сиропа и надежного термометра для конфет.

Стекло получают, когда смесь кремнезема / песка, соды и известняка плавят в печи при 1700 градусах по Цельсию и быстро охлаждают. Стакан для конфет изготавливается из затвердевшей смеси сахара, водного кукурузного сиропа и винного камня. Три ключевых элемента для приготовления идеальной карамели — это содержание воды, температура и скорость охлаждения расплавленной смеси.

Чтобы получить твердую субстанцию, нам нужна очень вязкая жидкость. Таким образом, воду, содержащуюся в смеси, выпаривают, пока в ней не будет 97-99% сахара. Сироп осторожно нагревают до температуры твердого растрескивания (145–152 градуса). В случае переваривания смесь превратится в липкую карамель. Затем сироп охлаждают до температуры ниже температуры стеклования. Смесь быстро охлаждают, чтобы молекулы сахарозы не образовывали упорядоченную сетку и не кристаллизовались.

После того, как все эти шаги будут тщательно выполнены, мы получим аморфный, мягкий твердый леденец, который также является формой стекла.

Сладкая вата похожа на стекловолокно?

Машина для производства сахарной ваты оснащена нагревателем, который плавит сахар. Затем расплав экструдируется через сотни мелких форсунок. Расплавленная жидкость затвердевает, как только соприкасается с наружным воздухом. Поскольку молекулы сахарозы не успевают собраться в кристаллы, они застывают в стеклообразном состоянии.

Вращательное движение машины создает центробежную силу, которая превращает расплав в мелкие стеклянные волокна сахара. Стекловолокно производится из расплавленного кремнезема на большом промышленном оборудовании, принцип работы которого очень похож на устройство для производства сахарной ваты.

Суть в том, что сахарная вата — это стекловолокно, но стекловолокно — это не сахарная вата!