解密非牛顿流体

徐杰

生活中，很多人都有这样的经验，面对一个刚买回来的椰子，要想吃到椰肉以及喝到椰汁，要费很大的力气。中央电视台科技类节目《加油向未来》中，主持人和现场嘉宾把口香糖做成尖锥的形状，放在桌面上，然后拿起椰子，对准尖锥用力且快速地向下砸去，椰子居然被砸出了一个孔洞，椰汁也哗哗地流了出来。

这究竟是什么原因呢？让我们做个实验，感受科学的奇妙吧！

实验材料

马铃薯粉、水、水盆、喇叭

实验过程

1.把马铃薯粉倒入水盆。

2.加适量的水在水盆中（马铃薯粉和水的比例大约是2：1）。

3.搅拌成马铃薯粉的水溶液。

4.将手插入马铃薯粉的水溶液中，再拿出来，你会发现，手上沾满了马铃薯粉溶液。

5.握紧拳头用力砸入水盆，马铃薯粉的水溶液不仅没有喷溅出来，拳头也不会沾满马铃薯粉（如图1）。

6.张开手掌，沉浸到水盆底部，快速提手，水盆会一起跟着被提上来（如图2）。

7.在桌上洒上一滩马铃薯粉的水溶液（如图3），用手快速拨动马铃薯粉的水溶液，可以将这些马铃薯粉的水溶液全部放到手心上。

8.用塑料袋包裹喇叭，再将马铃薯粉的水溶液倒在喇叭上（马铃薯粉和水的比例大约是5：2，如图4）。调整频率约为25Hz，并适度控制音量大小，马铃薯粉的水溶液就会在喇叭上跳舞（如图5）。

科学原理

自然界中大部分流体都遵循牛顿的粘滞性定律，只有少数的非牛顿流体不遵循剪切力跟作用力之间的性质，在受到外物碰撞时候表现出强大的力量。

马铃薯粉的水溶液和一般水溶液的差别是：马铃薯粉的水溶液是一种“非牛顿流体”，而一般水溶液是“牛顿流体”。当用力搥打马铃薯粉的水溶液时，接触面因为压力大而黏度增加，拳头就无法进入流体内部，也就不會沾上马铃薯粉了。同样的，浸泡在马铃薯粉的水溶液底部的手，快速抽离时，应力使得马铃薯粉的水溶液的黏度增加，就会黏在手上，整个水盆就会跟着被提上来。而图3中，快速地来回拨动马铃薯粉的水溶液，使其形成暂时性的固状，但是静止放在手心时，马铃薯粉的水溶液很快回复流体状，从指间流掉。

据有关资料也表明，加入了非牛顿流体的防弹衣，平时是柔软的，穿在身上非常舒适，可是当被子弹击中的时候，非牛顿流体会在瞬间让防弹衣变硬，从而挡住子弹。

友情提醒

如果空间与经费足够，可以制作成长方形的跑道，填装马铃薯淀粉的水溶液，然后可以从一端跑步到另一端（速度不能太慢），每个人都会有如“水上飘”的轻功，不会沉下去！