世界上最神奇的液體:人人都可以「輕功水上漂」
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:
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:
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;而純凈水、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。
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!
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