口香糖“砸开”椰子的奥秘

本刊综合

近期，有网友展示了一段用没嚼过的口香糖砸开椰子壳的视频，让人惊叹不已。这么硬的椰子壳，究竟是如何被口香糖“砸破”的呢？

非牛顿流体

在解释“口香糖砸开椰子壳”的原理之前，先要了解一种特殊的物质——非牛顿流体。在物理学定义上，非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律、剪切力和剪应变率为非线性关系的流体，在不同受力条件下会呈现固体或液体的特质。

非牛顿流体的类别较多，主要可分为纯黏性非牛顿流体和黏弹性非牛顿流体。鸡蛋蛋清、口香糖、血液等，都具有非牛顿流体的特征。

在各种生活小实验中，大家常用的非牛顿流体通常是纯黏性非牛顿流体中的两类——剪切增稠流体和剪切变稀流体。砸开椰子壳的没嚼过的口香糖，就是其中的剪切增稠流体。

剪切增稠流体：吃软不吃硬

剪切增稠是指剪切速率或者剪应力增加到某一个数值时，液体中形成了新的结构引起阻力的增加，导致液体的表观黏度增大，同時伴随着体积胀大的现象。

一般情况下，剪切增稠流体呈现稀软的状态。当受到外部剪切力时，如撞击等猛烈刺激，流体内部的分子间应力就会变大，外在表现为黏度增大，质感变得坚硬，也就是俗称的“遇强则强”“吃软不吃硬”。

口香糖之所以能砸开椰子壳，就是因为口香糖中含有的胶基成分属于剪切增稠流体。如果你轻柔地按压口香糖，会发现它的触感很黏软。但若是快速打击它，它就会瞬间变硬，加上用力向下砸椰子时带来的反作用力，砸开椰子壳也就不足为奇了。

日常生活中，我们也可以轻易地制作出剪切增稠流体，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体。用勺子搅拌这种水淀粉时你会发现，随着搅拌速度的加快，搅拌难度也逐渐增大。当搅拌到一定程度时，你再用勺子使劲、快速戳水淀粉的表面，可能无法戳动。但若把勺子放在水淀粉表面，勺子便会慢慢下沉。

剪切增稠流体的实际应用很广泛。在科研领域，利用这一流体特质制作的液体防弹衣不仅比普通的纤维防弹衣穿起来更舒适，其防弹效果也更好。

剪切变稀流体：吃硬不吃软

剪切变稀流体与剪切增稠流体正好相反，是指流体的黏度随剪应变率的增加而减小，也就是“遇强则弱”“吃硬不吃软”。一般情况下，它们在没有受到剪切力时呈黏稠状态。如果对其施加足够大的剪切力，如快速搅拌，流体就会变稀。

我们常食用的番茄酱就是剪切变稀流体的一种。用完的番茄酱瓶瓶底会有一层番茄酱，轻轻倒置无法使剩余酱汁流出，但当敲击瓶底或大力甩瓶身后，番茄酱就能流出。

沼泽也是一种剪切变稀流体，当人体陷入沼泽时，快速挣扎会让沼泽变稀，进而加快人体下沉的速度。所以，一旦身陷沼泽，千万不可用力挣扎，而要尽量展开四肢，减缓下沉的速度。

嚼过的口香糖或失去“神力”

如果用嚼过的口香糖，还能砸开椰子壳吗？

这个问题就要从口香糖的成分说起了。口香糖的主要成分是糖和酯胶基质，嚼过的口香糖糖分变少，水分增多，这会导致其结构发生改变，其非牛顿流体的属性也随之消失。

相比未嚼过的口香糖，嚼过的口香糖剪切增稠效果较差，自然也就失去了“神力”，砸椰子壳的效果也就大打折扣。

总之，口香糖砸椰子壳需要满足的条件包括：一是口香糖应捏成锥体状，最好大一些；二是砸的时候要稳、准、狠，这样成功的概率会比较高。

还有最重要的一点，一定要在坚固可靠的容器里面砸，不然砸下去之后虽然成功破开了椰子壳，但你可能来不及庆祝，就眼睁睁地看着里面的椰汁白白流走了。（据《科技日报》）