【長知識】

最近，有人在網上展示自己如何用沒嚼過的口香糖砸開了椰子殼。很難想象，這麼硬的椰子殼，竟然被軟軟的口香糖“擊破”了！

這究竟是不是真的呢？網友又是如何做到的呢？

口香糖屬於非牛頓流體

在解釋“口香糖砸開椰子殼”的原因之前，我們先要了解一種特殊的物質——非牛頓流體（Non-Newtonian fluid）。

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出固體或液體的特質。

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。

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——分別是剪切增稠流體和剪切變稀流體。上面提到的砸開椰子殼的口香糖，就是其中的剪切增稠流體，我們接下來就詳細說說它。

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力增加到某一個數值時，液體中形成了新的結構，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象。

一般情況下剪切增稠流體呈現出稀軟的狀態，當受到外部剪切力時，如撞擊等猛烈刺激，流體內部的分子間應力就會變大，外在表現為黏度升高，質感就會變得堅硬，也就是俗稱的“遇強則強”“吃軟不吃硬”。

而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於這種剪切增稠流體﹔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，分分鐘刺穿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一種剪切增稠流體，比如用玉米澱粉和水混合之后形成的水澱粉。

用勺子攪拌這種水澱粉，你就會發現，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、快速戳水澱粉的表面，可能無法戳動﹔但若把勺子放在水澱粉表面，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（剪切稀化，shear thinning）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，它們呈現出黏稠的狀態，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。用完的番茄醬瓶瓶底常會有一層番茄醬，輕輕倒置無法將剩余醬汁流出，但當我們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，當人們陷入沼澤時，如果快速掙扎，反而會讓沼澤變稀，進而加快人體下陷速度。所以我們看到一些求生指南告訴大家，一旦陷入沼澤，不要用力掙扎而是要盡量展開四肢延緩下沉的速度。這一求生要領，大家一定要切記。

嚼過的口香糖或失去“神力”

回到“口香糖砸開椰子殼”的問題，如果是用嚼過的口香糖，還能砸開椰子殼嗎？

這個問題就要從口香糖的成分說起了。口香糖的主要成分是糖和酯膠基質，嚼過的口香糖裡，糖分被人體吸收，糖分變少、水分變多，這導致其結構發生改變，其非牛頓流體的屬性也隨之消失了。

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。

從網上的“口香糖砸椰子殼”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、准、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裡面砸，不然砸下去之后雖然成功破開了椰子殼，但裡面的椰汁可能就全都流走了。（來源：數字北京科學中心）

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