世界上最神奇的液體:人人都可以「輕功水上漂」

2020-11-28 驅動之家

01、神奇的口香糖開椰子實驗

央視節目《加油！向未來》中曾經進行過這樣一個實驗：利用口香糖破開了堅硬的椰子外殼。如果你沒有看過這個節目，那我們來回顧一下吧：


柔軟的口香糖破開了堅硬的椰子。圖片來源：央視網

怎麼樣，看到這一幕，是不是感覺有點難以置信？甚至有的網友看完之後問：


手會受傷嗎？圖片來源：知乎

事實上，就算你用手使非常大的力氣拍到這樣呈錐狀的口香糖上，你的手部頂多會因為大力拍桌子而感到疼痛，但不會被戳爛的啦。

為什麼口香糖對我們人體無害，卻能對椰子造成致命一擊呢？

這是由於口香糖屬於一個特殊的家族：非牛頓流體（又稱剪切增稠流體）。

02、柔軟與堅硬的結合：非牛頓流體

要想明白什麼是非牛頓流體，那我們需要從牛頓流體開始。

首先，任何一種流體的內部都具有粘性。我們所熟知的石油、瀝青等流體的粘性就非常強；而純淨水、鹽水、糖水等流體內部同樣有粘性的存在，只是不那麼明顯。這種粘性在力學中被描述為「流體層間的剪切力」。

當我們大力攪拌這些流體時，它們內部的粘性就會增加。如果增加的粘性與我們攪拌的力度為線性關係，那麼這種流體就叫做牛頓流體（力學描述為：「剪切力與剪切應變率為線性關係」），而那些不成線性關係，粘性劇烈增強的流體就叫做非牛頓流體，又叫做剪切增稠流體。

手指抽出的速度略快了些，都產生了明顯的粘性。


圖片來源：Youtube

翻譯成大白話就是這樣的：非牛頓流體在受力緩慢時，產生的阻力較弱；受力劇烈時，產生的阻力就會非常大，甚至會出現固體的形態。

所以我們稱之為「吃軟不吃硬」，是一個實實在在的「矛盾體」。

我們日常生活中有著非常多的非牛頓流體，最典型的當屬廚房裡的澱粉溶液。如果你做過飯，那自然就知道，使勁攪拌澱粉溶液是很費勁的。

所以，猛烈砸下來的椰子殼外表很堅硬，可以激發出口香糖「堅硬的內心」，而我們手部非常柔軟，正常情況下，大力拍打錐狀口香糖是不可能受到嚴重傷害的！

當然啦，如果你衝著科學家專門研製的剪切增稠液打上一拳，可能就會很疼了：


「堅硬「的剪切增稠液。圖片來源：Youtube

03、非牛頓流體還能這麼玩

科學家們利用非牛頓流體的獨特性質開發出了許多非常神奇的產品。例如，我們無法在水面上行走：


水面無法行走。圖片來源：Youtube

卻可以在這種液體上行走如飛：


這種流體可以承載運動的物體。圖片來源：Youtube

當然啦，如果保持靜止不動，你就會深陷其中：


對靜止物體則毫無作用。圖片來源：Youtube

科學家們還將這種非牛頓流體應用在防彈衣上，將凱夫拉縴維侵泡在特製的剪切增稠液中，其抗彈能力可以得到極大的增加，從而可以大大減輕防彈衣的重量。


成規模生產的軍用液體防彈衣。圖片來源：央視新聞

怎麼樣，即使是普通的口香糖背後竟然也有這麼多奧妙！下一次吃口香糖的時候，一定別忘了和夥伴科普一下！

 

- THE END -

#物理化學#液體

原文連結：蝌蚪五線譜 責任編輯：上方文Q

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