佚名

不久前，有人在網(wǎng)上展示自己如何用沒嚼過的口香糖砸開了椰子殼。網(wǎng)友把口香糖揉成圓錐形，然后把椰子快速用力地砸上去，一下子就得到了一個(gè)破殼的椰子。

很難想象，堅(jiān)硬的椰子殼竟然被軟軟的口香糖給“擊破”了！這究竟是如何做到的呢？

口香糖屬于非牛頓流體

在解釋“口香糖砸開椰子殼”的原因之前，我們先來了解一種特殊的物質(zhì)——非牛頓流體。非牛頓流體在物理學(xué)定義上指不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，即其剪切應(yīng)力和剪切速率之間不呈線性關(guān)系的流體。

非牛頓流體的類別有很多，主要可以分為純黏性非牛頓流體和黏彈性非牛頓流體。生活中常見的雞蛋蛋清、口香糖、血液等都具有非牛頓流體的特征。非牛頓流體在生活中有個(gè)有意思的現(xiàn)象：當(dāng)你在沙灘上用力擊打沙子時(shí)，它會(huì)變得非常堅(jiān)硬；但當(dāng)你慢慢用手指或者小棍戳沙灘時(shí)，它很容易就松散了。

在各種生活小實(shí)驗(yàn)中，大家常見的非牛頓流體是純黏性非牛頓流體中的兩類——剪切增稠流體和剪切變稀流體。砸開椰子殼的口香糖就是剪切增稠流體。

剪切增稠流體：吃軟不吃硬

剪切增稠是指剪切速率或者剪切應(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)致液體的表觀黏度增大，同時(shí)伴隨著體積脹大的現(xiàn)象。

一般情況下，剪切增稠流體會(huì)呈現(xiàn)出稀軟的狀態(tài)，當(dāng)受到外部剪切應(yīng)力時(shí)，如撞擊等猛烈刺激，流體內(nèi)部的分子剪切應(yīng)力就會(huì)變大，外在表現(xiàn)為黏度升高，質(zhì)感就會(huì)變得堅(jiān)硬，也就是俗稱的“遇強(qiáng)則強(qiáng)”“吃軟不吃硬”。

口香糖之所以能砸開椰子殼，是因?yàn)榭谙闾侵泻械哪z基成分就屬于這種剪切增稠流體。如果輕柔地按壓口香糖，它的觸感很黏軟；但要是快速打擊，口香糖就會(huì)瞬間變硬，加上用力向下砸椰子時(shí)沖擊帶來的反作用力，能夠輕松地刺穿椰子殼也就不足為奇了。

在日常生活中，我們也可以輕易地制作出剪切增稠流體，比如用玉米淀粉和水混合之后形成的水淀粉。用勺子攪拌這種水淀粉，你會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著攪拌速度的增加，攪拌難度也在增大。當(dāng)攪拌到一定程度時(shí)，你用勺子使勁、快速戳水淀粉的表面可能無法戳動(dòng)，但若把勺子放在水淀粉表面，它卻會(huì)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，它穿起來更加舒適，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，剪切變稀流體則是指流體的黏度隨剪切速率的增加而減小，也就是“遇強(qiáng)則弱”“吃硬不吃軟”。一般情況下，在沒有受到剪切應(yīng)力時(shí)，它們呈現(xiàn)出黏稠的狀態(tài)，如果對(duì)其施加足夠大的剪切應(yīng)力，如快速攪拌，流體就會(huì)變稀。

舉例來說，我們常吃的番茄醬就是剪切變稀流體的一種。用完的番茄醬瓶底常會(huì)有一層殘留，輕輕倒置剩余醬汁無法流出，但當(dāng)我們敲擊瓶底或用手大力甩瓶身時(shí)，番茄醬就能流出。

沼澤也是一種剪切變稀流體。當(dāng)人們陷入沼澤時(shí)，如果快速掙扎，就會(huì)讓沼澤變稀，進(jìn)而加快人體的下陷速度。所以，求生指南告訴大家：一旦陷入沼澤不要用力掙扎，而是要盡量展開身體四肢以延緩下沉的速度。這一求生要領(lǐng)希望大家牢記。

嚼過的口香糖或失去“神力”

回到“口香糖砸開椰子殼”的問題，如果用嚼過的口香糖還能砸開椰子殼嗎？

這就要從口香糖的成分說起，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，這導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其非牛頓流體的屬性也隨之消失。

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

從網(wǎng)上的“口香糖砸開椰子殼”看：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(huì)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，不然砸下去之后雖然成功破開了椰子殼，但里面的椰汁可能就全都流走了。

（紙飛機(jī)摘自《科學(xué)之友》，有刪改）