每天洗漱的時候,你有注意過你的牙膏嗎,你有沒有想過為什麼不同顔色的彩條在牙膏裡卻不會混合在一起?牙膏到底是液體還是固體,如果是液體為什麼需要擠出來而不是直接倒出來呢?
其實它不算液體,也不算固體,而是屬于一種非牛頓流體。這種流體的一個突出特點就是“吃軟不吃硬”,是一種不滿足牛頓黏性實驗定律的流體。你輕輕将手指伸進非牛頓流體中,就可以感受到他的液體狀态,但要是你很用力地将手插進去,那他的硬度可能會導緻你的手指受傷。你強它就弱這句話就用不到非牛頓流體身上了。
其實除了牙膏,日常生活中其實還有很多都屬于這種流體,就像我們身體中的體液,大多就屬于。例如血液、淋巴液、細胞質等,除去人體,自然界中也有很多。
如果更準确一些,牙膏其實是非牛頓流體其中的一種流體,賓漢流體。二者其實有一些細小的差别,前者一般屬于低分子量的流體,而賓漢流體屬于高分子流體。
牙膏内部由高分子填充物形成了三維網狀的結構,所以當這種高強度的結構在沒有外力幹擾的情況下其實就像固體一樣存在,并且不會流動。即使在經過擠壓時,還是接近粘稠的固體,無法自然流動。
牙膏其實屬于非牛頓流體其中的一個種類賓漢流體,你知道賓漢流體有什麼特殊之處嗎?
賓漢流體最常見的例子就是牙膏和油漆。這種流體之所以特殊是因為它會有一個臨界值,當它受到的力達到這個臨界值時,它就會開始流動,其餘時候都保持為普通的彈性體。這個現象在擠牙膏時就會非常明顯,這就是為什麼我們有時候擠牙膏時比較容易,有時候卻很費勁的原因。
很多人嘗試用外力使勁擠壓牙膏,想要通過外力将牙膏内部的幾種顔色混合,這時對牙膏的内部幾乎不會造成影響,更不會将幾種顔色混合到一起。基本上屬于白費力氣。還有一個比較常見的賓漢流體“油漆”,将油漆塗到牆上的時候,油漆并不會輕易就流動,這時就需要借助刷子将他們均勻的塗抹開了。
在日常生活中,我們制作非牛頓流體的方法也很簡單,隻需要将水和澱粉按照一比二的比例進行混合,就可以很容易的得到一個非牛頓流體溶液了。
這種流體特殊的特性也讓“輕功水上漂”成為了可能性。隻要速度夠快,非牛頓流體完全能承載一個成年人的重量,“漂浮”在流體上面也不是不可能,隻要不停下腳步一直給它一個力就能持續保持“漂浮”。這時可能就有人說了,既然非牛頓流體遇強則強,那非牛頓流體可以擋槍嗎?可惜國外很多人在經過實驗之後都否定了這個可能性。
現在你知道牙膏内的彩條為什麼不會移動位置了嗎?
牙膏擠出來可以保持彩條的位置不變,與内部流體移動無關,那它的裝灌方式是不是也有特殊之處呢?
最開始時,牙膏的設計并不是我們現在所看到的樣子。起初有一位美國人發明的彩條牙膏,内部結構很特别,他将整個牙膏分為了三個部分,裝彩條牙膏的部分相對小一些,兩側裝彩條部分的空間在靠近牙膏口的位置各開了一個孔,其餘的空間就盛放白色的牙膏,這樣在牙膏被擠出來時,就自然而然形成了彩條牙膏的狀态。
後來因為比較繁瑣的加工,這種牙膏漸漸就消失在人們的視野裡了。其實牙膏因為流體的特性,在進入牙膏管子中之後基本就不會發生很大的變化,所以在現代,一開始時,牙膏的裝灌位置就是定好的,生産時經過不同的比例混合排列。牙膏因為接近固體的狀态,完全不會發生混合的情況。不過相鄰的兩種顔色難免會有染色的情況發生,為了應對這種情況,生産者将一種高分子試劑加入到了牙膏中,用于防止它們之間相互染色。
那麼就沒有辦法讓彩條牙膏混合了嗎?其實想要将牙膏混合的方式很簡單,隻要将他們全部擠出來,用最快的速度進行攪拌就可以了,但這種做法比較有風險,一不小心可能會挨家長一頓打。
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