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口香糖竟然能開椰子,以柔克剛是真的!

北京科學(xué)中心
原創(chuàng)
北京科學(xué)中心(北京青少年科技中心)科普號
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審核專家:苗光耀

凝聚態(tài)物理博士

昨天小編在網(wǎng)上沖浪時(shí),看到一位網(wǎng)友竟用口香糖砸開了椰子殼!作為一個(gè)椰汁愛好者,小編也是買過不少椰子的,但每次要么是讓店家?guī)兔﹂_好口,要么就是自己砸得生無可戀。

很難想象,這么硬的椰子殼,怎么可能被軟軟的口香糖“擊破”呢?細(xì)查之后,小編才知道,原來,口香糖砸開椰子殼,真的可以做到!

來源丨百度百科

非牛頓流體

在解釋“口香糖砸開椰子殼”的原因之前,我們先要了解一種特殊的物質(zhì)——非牛頓流體(Non-Newtonian fluid)。

非牛頓流體,在物理學(xué)定義上,指代不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律、剪切力和剪應(yīng)變率為非線性關(guān)系的流體,在不同條件受力條件下會呈現(xiàn)出固體或液體的特質(zhì)。

來源 | 新浪新聞

非牛頓流體的類別較多,主要可以分為純黏性非牛頓流體和黏彈性非牛頓流體。這一類流體包括各種高分子聚合物溶液、泡沫溶液、懸浮液、生物流體、膏體等等,比如日常生活里的雞蛋蛋清、口香糖、血液等,都具有非牛頓流體的特征

在各種生活小實(shí)驗(yàn)中,大家常用的非牛頓流體通常是純黏性非牛頓流體中的2類,分別是剪切增稠流體和剪切變稀流體。上面提到的砸開椰子殼的口香糖就是其中的剪切增稠流體,我們接下來就來詳細(xì)說說。

剪切增稠流體,吃軟不吃硬

剪切增稠(shear thickening),是指剪切速率或者剪應(yīng)力增加到某一個(gè)數(shù)值時(shí),液體中形成了新的結(jié)構(gòu),引起了阻力的增加,導(dǎo)致液體的表觀粘度增大,同時(shí)伴隨著體積的脹大的現(xiàn)象。

一般情況下的剪切增稠流體呈現(xiàn)出稀軟的狀態(tài),當(dāng)受到外部剪切力時(shí),如撞擊等猛烈刺激,流體內(nèi)部的分子間應(yīng)力就會變大,外在表現(xiàn)為粘度升高,質(zhì)感就會變得堅(jiān)硬,也就是俗稱的遇強(qiáng)則強(qiáng),吃軟不吃硬。

來源 | 百度知道

來源 | 網(wǎng)絡(luò)

來源 | tumblr.com

而口香糖之所以能砸開椰子殼,就是因?yàn)榭谙闾侵泻械哪z基成分正屬于這種剪切增稠流體;如果輕柔地按壓口香糖,會感覺到它的觸感很粘軟,但要是快速打擊,口香糖就會瞬間變硬,加上用力向下砸椰子時(shí)沖擊帶來的反作用力,分分鐘刺穿椰子殼也就不足為奇了。

來源 | 《加油!向未來》綜藝截圖

日常生活中,我們也可以輕易地制作出一種剪切增稠流體,比如用玉米淀粉和水混合之后形成的水淀粉。

用勺子進(jìn)行攪拌就會發(fā)現(xiàn),隨著攪拌速度的增加,攪拌難度也在增大;用勺子用力快速戳水淀粉的表面無法戳動;但是把勺子放上去,它卻會慢慢下沉~

剪切增稠流體的實(shí)際應(yīng)用很廣泛,在科研領(lǐng)域,已有利用這一流體特質(zhì)制作的液體防彈衣,比起普通的纖維防彈衣穿著更加舒適,防彈效果也更好。

剪切變稀流體,吃硬不吃軟

與剪切增稠流體相反,剪切變稀流體(剪切稀化,shear thinning)則是指流體的粘度隨剪應(yīng)變率的增加而減小,也就是遇強(qiáng)則弱,吃硬不吃軟。

來源 | 百度知道

一般情況下,在沒有受到剪切力時(shí),它們呈現(xiàn)出粘稠的狀態(tài),如果施加足夠大的剪切力,如快速攪拌,流體中分子鏈彼此之間就會更容易滑動,流體也就變稀。

比如我們常用的番茄醬,也是剪切變稀流體的一種。用完的番茄醬瓶瓶底常會有一層番茄醬,輕輕倒置無法流出,但當(dāng)我們敲擊瓶底或大力甩瓶身后,番茄醬就能流出。

來源 | soogif.com

沼澤也是一種剪切變稀流體,陷入沼澤時(shí),如果快速掙扎,反而會導(dǎo)致沼澤變稀,進(jìn)而加快下陷程度。所以我們看到一些求生指南中會告訴大家一旦陷入沼澤,不要用力掙扎而是盡量展開四肢延緩下沉的速度。如果真的在野外沼澤遇到了險(xiǎn)情,大家也要記得不可以胡亂用力掙扎。

嚼過的口香糖為什么失去了“神力”

回到“口香糖砸開椰子殼”的問題,如果是嚼過的口香糖,也能砸開椰子殼嗎?

這個(gè)問題就要從口香糖的成分說起了。口香糖的主要成分是糖和酯膠基質(zhì),嚼過的口香糖里,糖分被人體吸收,糖分變少,水分變多,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,其非牛頓流體的屬性消失了。

相比未嚼過的口香糖,嚼過的口香糖剪切增稠效果差,自然也就失去了“神力”,砸椰子殼的效果也就會打了折扣了。

對了,如果有小伙伴看完這篇文章,想親自嘗試一下“口香糖砸椰子殼”,小編提兩點(diǎn)小建議,一是口香糖應(yīng)捏成錐體狀,最好大一些;二是砸的時(shí)候要穩(wěn)準(zhǔn)狠,這樣成功的概率會比較大。還有最重要的一點(diǎn):一定要在堅(jiān)固可靠的容器里面砸椰子!不然砸下去之后雖然成功破開了殼,但里面的椰汁可就全都流走啦!

評論
演繹無限精彩
大學(xué)士級
真正的以柔克剛,口香糖也能開椰子,神奇物理原理將被大量應(yīng)用。這是“非牛頓流體”被快速撞擊時(shí)常會出現(xiàn)的現(xiàn)象!
2022-08-30
科普老兵聞向東
大學(xué)士級
口香糖雖然能砸椰子殼,但也要講究技巧,口腔糖應(yīng)捏成錐體狀,最好要大一些。
2022-08-30
科普傳播L
大學(xué)士級
以柔克剛神器的力量
2022-08-30