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神奇的口香糖开椰子实验
央视节目《加油！向未来》中曾经进行过这样一个实验：利用口香糖破开了坚硬的椰子外壳。如果你没有看过这个节目，那我们来回顾一下吧：
柔软的口香糖破开了坚硬的椰子。图片来源：央视网
视频源自：腾讯视频
怎么样，看到这一幕，是不是感觉有点难以置信？甚至有的网友看完之后问：
图片来源：知乎
事实上，就算你用手使非常大的力气拍到这样呈锥状的口香糖上，你的手部顶多会因为大力拍桌子而感到疼痛，但不会被戳烂的啦。为什么口香糖对我们人体无害，却能对椰子造成致命一击呢？
这是由于口香糖属于一个特殊的家族：非牛顿流体（又称剪切增稠流体）。
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柔软与坚硬的结合：非牛顿流体
要想明白什么是非牛顿流体，那我们需要从牛顿流体开始。
首先，任何一种流体的内部都具有粘性。我们所熟知的石油、沥青等流体的粘性就非常强；而纯净水、盐水、糖水等流体内部同样有粘性的存在，只是不那么明显。这种粘性在力学中被描述为“流体层间的剪切力”。
当我们大力搅拌这些流体时，它们内部的粘性就会增加。如果增加的粘性与我们搅拌的力度为线性关系，那么这种流体就叫做牛顿流体（力学描述为：“剪切力与剪切应变率为线性关系”）。而那些不成线性关系，粘性剧烈增强的流体就叫做非牛顿流体，又叫做剪切增稠流体。
手指抽出的速度略快了些，都产生了明显的粘性。
手指抽出的速度略快了些，都产生了明显的粘性。图片来源：Youtube
翻译成大白话就是这样的：非牛顿流体在受力缓慢时，产生的阻力较弱；受力剧烈时，产生的阻力就会非常大，甚至会出现固体的形态。所以我们称之为“吃软不吃硬”，是一个实实在在的“矛盾体”。
我们日常生活中有着非常多的非牛顿流体，最典型的当属厨房里的淀粉溶液。如果你做过饭，那自然就知道，使劲搅拌淀粉溶液是很费劲的。
所以，猛烈砸下来的椰子壳外表很坚硬，可以激发出口香糖“坚硬的内心”，而我们手部非常柔软，正常情况下，大力拍打锥状口香糖是不可能受到严重伤害的！当然啦，如果你冲着科学家专门研制的剪切增稠液打上一拳，可能就会很疼了：
“坚硬“的剪切增稠液。图片来源：Youtube
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非牛顿流体还能这么玩
科学家们利用非牛顿流体的独特性质开发出了许多非常神奇的产品。例如，我们无法在水面上行走：
水面无法行走。图片来源：Youtube
却可以在这种液体上行走如飞：
这种流体可以承载运动的物体。图片来源：Youtube
当然啦，如果保持静止不动，你就会深陷其中：
对静止物体则毫无作用。图片来源：Youtube
科学家们还将这种非牛顿流体应用在防弹衣上，将凯夫拉纤维侵泡在特制的剪切增稠液中，其抗弹能力可以得到极大的增加，从而可以大大减轻防弹衣的重量。
成规模生产的军用液体防弹衣。图片来源：央视新闻
怎么样，即使是普通的口香糖，
背后竟然也有这么多奥妙！
下一次吃口香糖的时候，
一定别忘了和伙伴科普一下！
参考文献：
[1] 王振东. 奇妙的非牛顿流体[J]. 力学与实践, 1998, 20(1): 72-80.
[2] 徐钰蕾. 剪切增稠液的性能表征及其防护应用研究[D]. 合肥: 中国科学技术大学, 2012.
作者：流火
