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,一下子就得到了一顆破殼的椰子。
很難想象,堅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?
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定義上指不滿足牛頓黏性實驗定律、剪切力和剪應變率為非線性關系的流體,在不同受力條件下會呈現(xiàn)出固態(tài)或液態(tài)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。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。非牛頓流體還有個有意思的生活現(xiàn)象:當你在沙灘上用力擊打沙灘時,它會變得非常堅硬,但當你慢慢用手指或者小棍戳沙灘時,它就會很容易松動了。
口香糖開椰子
在各種生活小實驗中,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——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。
剪切增稠是指剪切速率或者剪應力增加到某一個數(shù)值時,液體中形成了新的結(jié)構(gòu),引起了阻力的增加,導致液體的表觀黏度增大,同時伴隨著體積脹大的現(xiàn)象。
一般情況下,剪切增稠流體會呈現(xiàn)出稀軟的狀態(tài),當受到外部剪切力時,如撞擊等猛烈刺激,流體內(nèi)部的分子剪應力就會變大,外在表現(xiàn)為黏度升高,質(zhì)感就會變得堅硬,也就是俗稱的“遇強則強”“吃軟不吃硬”。
口香糖之所以能砸開椰子殼,就是因為口香糖中含有的膠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黏軟,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。
水淀粉
番茄醬
在日常生活中,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。用勺子攪拌這種水淀粉,你會發(fā)現(xiàn)隨著攪拌速度的增加,攪拌難度也在增大。當攪拌到一定程度時,你用勺子使勁、快速戳水淀粉的表面可能無法戳動;但若把勺子放在水淀粉表面它卻會慢慢下沉。
剪切增稠流體的實際應用很廣泛。在科研領域,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。
與剪切增稠流體相反,剪切變稀流體(剪切稀化)則是指流體的黏度隨剪應變率的增加而減小,也就是“遇強則弱”“吃硬不吃軟”。一般情況下,在沒有受到剪切力時,它們呈現(xiàn)出黏稠的狀態(tài),如果對其施加足夠大的剪切力,如快速攪拌,流體就會變稀。
舉例來說,我們常用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有一層殘留,輕輕倒置剩余醬汁無法流出,但當我們敲擊瓶底或用手大力甩瓶身時,番茄醬就能流出。
沼澤也是一種剪切變稀流體。當人們陷入沼澤時,如果快速掙扎,就會讓沼澤變稀,進而加快人體下陷速度。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。這一求生要領希望大家牢記。
回到“口香糖砸開椰子殼”的問題,如果是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:一是口香糖應捏成錐體狀,最好大一些。二是砸的時候要穩(wěn)、準、狠,這樣成功概率會比較大。還有最重要的一點,一定要在堅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。