漲知識了沒有？

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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

視頻源自：騰訊視頻

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：

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，卻能對椰子造成緻命一擊呢？

這是由于口香糖屬于一個特殊的家族：非牛頓流體（又稱剪切增稠流體）。

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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，任何一種流體的内部都具有粘性。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、糖水等流體内部同樣有粘性的存在，隻是不那麼明顯。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，它們内部的粘性就會增加。如果增加的粘性與我們攪拌的力度為線性關系，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系”）。而那些不成線性關系，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，都産生了明顯的粘性。

手指抽出的速度略快了些，都産生了明顯的粘性。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，産生的阻力較弱；受力劇烈時，産生的阻力就會非常大，甚至會出現固體的形态。所以我們稱之為“吃軟不吃硬”，是一個實實在在的“矛盾體”。

我們日常生活中有着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“堅硬的内心”，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，如果你沖着科學家專門研制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

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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産品。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

科學家們還将這種非牛頓流體應用在防彈衣上，将凱夫拉纖維侵泡在特制的剪切增稠液中，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。

成規模生産的軍用液體防彈衣。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，

一定别忘了和夥伴科普一下！

參考文獻：

[1] 王振東. 奇妙的非牛頓流體[J]. 力學與實踐, 1998, 20(1): 72-80.

[2] 徐钰蕾. 剪切增稠液的性能表征及其防護應用研究[D]. 合肥: 中國科學技術大學, 2012.

作者：流火

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