口香糖“砸開(kāi)”椰子的奧秘

本刊綜合

近期，有網(wǎng)友展示了一段用沒(méi)嚼過(guò)的口香糖砸開(kāi)椰子殼的視頻，讓人驚嘆不已。這么硬的椰子殼，究竟是如何被口香糖“砸破”的呢？

非牛頓流體

在解釋“口香糖砸開(kāi)椰子殼”的原理之前，先要了解一種特殊的物質(zhì)——非牛頓流體。在物理學(xué)定義上，非牛頓流體是指不滿(mǎn)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)固體或液體的特質(zhì)。

非牛頓流體的類(lèi)別較多，主要可分為純黏性非牛頓流體和黏彈性非牛頓流體。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兩類(lèi)——剪切增稠流體和剪切變稀流體。砸開(kāi)椰子殼的沒(méi)嚼過(guò)的口香糖，就是其中的剪切增稠流體。

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)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)為黏度增大，質(zhì)感變得堅(jiān)硬，也就是俗稱(chēng)的“遇強(qiáng)則強(qiáng)”“吃軟不吃硬”。

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基成分屬于剪切增稠流體。如果你輕柔地按壓口香糖，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的觸感很黏軟。但若是快速打擊它，它就會(huì)瞬間變硬，加上用力向下砸椰子時(shí)帶來(lái)的反作用力，砸開(kāi)椰子殼也就不足為奇了。

日常生活中，我們也可以輕易地制作出剪切增稠流體，比如，玉米淀粉和水混合之后形成的水淀粉就是剪切增稠流體。用勺子攪拌這種水淀粉時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著攪拌速度的加快，攪拌難度也逐漸增大。當(dāng)攪拌到一定程度時(shí)，你再用勺子使勁、快速戳水淀粉的表面，可能無(wú)法戳動(dòng)。但若把勺子放在水淀粉表面，勺子便會(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，利用這一流體特質(zhì)制作的液體防彈衣不僅比普通的纖維防彈衣穿起來(lái)更舒適，其防彈效果也更好。

剪切變稀流體：吃硬不吃軟

剪切變稀流體與剪切增稠流體正好相反，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，它們?cè)跊](méi)有受到剪切力時(shí)呈黏稠狀態(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。

我們常食用的番茄醬就是剪切變稀流體的一種。用完的番茄醬瓶瓶底會(huì)有一層番茄醬，輕輕倒置無(wú)法使剩余醬汁流出，但當(dāng)敲擊瓶底或大力甩瓶身后，番茄醬就能流出。

沼澤也是一種剪切變稀流體，當(dāng)人體陷入沼澤時(shí)，快速掙扎會(huì)讓沼澤變稀，進(jìn)而加快人體下沉的速度。所以，一旦身陷沼澤，千萬(wàn)不可用力掙扎，而要盡量展開(kāi)四肢，減緩下沉的速度。

嚼過(guò)的口香糖或失去“神力”

如果用嚼過(guò)的口香糖，還能砸開(kāi)椰子殼嗎？

這個(gè)問(wèn)題就要從口香糖的成分說(shuō)起了?？谙闾堑闹饕煞质翘呛王ツz基質(zhì)，嚼過(guò)的口香糖糖分變少，水分增多，這會(huì)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(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大打折扣。

總之，口香糖砸椰子殼需要滿(mǎn)足的條件包括：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)比較高。

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，但你可能來(lái)不及慶祝，就眼睜睜地看著里面的椰汁白白流走了。（據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》）