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  • 1 # 工學腦洞

    非牛頓流體在現實中的應用非常多,甚至普通人每天都會用到,下面就來簡單介紹下非牛頓流體。

    非牛頓流體的定義及日常生活中的體現

    非牛頓流體是一種流體,但是其並不遵循牛頓粘性定律,即粘度獨立、應力不變。在非牛頓流體中,粘度會在受力時變為更液體化或更堅固化。

    圖 剪下應力作為剪下速率函式的流體分類

    日常生活中很多我們賴以生存的例子都體現了非牛頓流體,例如,番茄醬在搖動時變得更加流暢,因此是非牛頓流體。許多鹽溶液和熔融聚合物都是非牛頓流體,許多常見的物質,如蛋奶凍,蜂蜜,牙膏,澱粉懸浮液,油漆,血液和洗髮水都是非牛頓流體的典型代表

    非牛頓流體性質具體體現

    許多常見物質都表現出非牛頓流動性。其中包括:

    肥皂溶液,化妝品和牙膏黃油,玉米澱粉和水,乳酪,果醬,番茄醬,蛋黃醬,湯,太妃糖和酸奶等食物天然物質,如岩漿,熔岩,樹膠,蜂蜜,和提取物,如香草提取物生物液體,如血液,唾液,粘液泥漿等水泥漿,紙漿,乳液如蛋黃醬,和某些型別的分散體等

    具體來說,一種典型的例子是Oobleck。

    Oobleck

    一種常見的,無毒的非牛頓流體的例子是澱粉(例如玉米澱粉)在水中的懸浮液,有時也被稱為“Oobleck”,“軟泥”或“魔法泥”(1份水配1.5-2份的玉米澱粉)。“oobleck”這個名字來源於蘇斯博士。

    由於其特性,oobleck經常用於展示其不尋常行為。由於其剪下增稠特性,人可以在一大塊oobleck上行走而不會下沉,只要個體移動得足夠快以在每一步提供足夠的力以引起增厚。此外,如果將Oobleck放置在以足夠高的音量驅動的大型超低音揚聲器上,它將變厚並形成駐波以響應來自揚聲器的低頻聲波。如果一個人要擊打oobleck,它會變厚並且愈發堅實。在打擊之後,oobleck將回到它的稀薄液體狀態。

    圖 在墨西哥城的Universum展示非牛頓流體

    圖 Oobleck在低音炮上。在這種情況下,透過聲波向Oobleck施加力使非牛頓流體變厚。

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