數(shù)字北京科學(xué)中心

最近，有人在網(wǎng)上展示自己如何用沒(méi)嚼過(guò)的口香糖砸開(kāi)了椰子殼。很難想象，這么硬的椰子殼，竟然被軟軟的口香糖“擊破”了！這究竟是不是真的呢？網(wǎng)友又是如何做到的呢？

口香糖屬于非牛頓流體

在解釋“口香糖砸開(kāi)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，在不同受力條件下會(huì)呈現(xiàn)出固體或液體的特質(zhì)。

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。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兩類——分別是剪切增稠流體和剪切變稀流體。上面提到的砸開(kāi)椰子殼的口香糖，就是其中的剪切增稠流體，我們接下來(lái)就詳細(xì)說(shuō)說(shuō)它。

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(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”。

而口香糖之所以能砸開(kāi)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(huì)感覺(jué)到它的觸感很黏軟，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(lái)的反作用力，分分鐘刺穿椰子殼也就不足為奇了。

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）則是指流體的黏度隨剪應(yīng)變率的增加而減小，也就是“遇強(qiáng)則弱”“吃硬不吃軟”。

一般情況下，在沒(méi)有受到剪切力時(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力，如快速攪拌，流體就會(huì)變稀。舉例來(lái)說(shuō)，我們常用的番茄醬，就是剪切變稀流體的一種。

嚼過(guò)的口香糖或失去“神力”

相比未嚼過(guò)的口香糖，嚼過(guò)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(kāi)了椰子殼，但里面的椰汁可能就全都流走了。