גן כימי

מי זכוכית הם תמיסה מימית של סודיום סיליקט, המכילה מיני סיליקט מסיסים. יוני סיליקט אינם יון יחיד בעל נוסחה קבועה, אלא משפחה של מינים כימיים המבוססים על יחידות SiO₄, לדוגמה SiO₄⁴⁻, SiO₃²⁻  וכן צְבָרים מורכבים יותר.

כאשר מכניסים לתמיסה גבישי מלחים של מתכות, חלק מהמלח מתמוסס ויוני המתכת משתחררים לתמיסה. יונים אלו מגיבים עם מיני הסיליקט ויוצרים סביב הגביש שכבה דקה של סיליקט מתכתי בלתי מסיס. שכבה זו פועלת כקרום חדיר למחצה למים.

בשל הפרש הריכוזים בין פנים הקרום ובין התמיסה החיצונית, מים חודרים פנימה דרך הקרום בתהליך של אוסמוזה. חדירת המים מגדילה את הלחץ בתוך הקרום, עד שהוא נקרע בנקודה מקומית. דרך הפתח שנוצר זורמת תמיסה מתוך הגביש החוצה, ומייד נוצרת סביבה מעטפת חדשה של סיליקט בלתי מסיס. תהליך מחזורי זה של קריעת הקרום ויצירתו מחדש מוביל לגדילה של מבנים צינוריים, הנראים כגבעולים, ומכאן שם הניסוי, “הגַן הכימי”.

לעיתים נוצרת בקצה המבנה בועה המכילה תמיסה מדוללת יותר, שצפיפותה נמוכה מזו של מי הזכוכית הסובבים אותה, ולכן היא נוטה לעלות כלפי מעלה.

צבע המבנים נקבע על ידי יוני המתכת המשתתפים בתגובה: ברזל – חום, ניקל – ירוק, קובלט –סגול, סידן – לבן, נחושת – טורקיז.