口香糖“砸開”椰子的奧秘

本刊綜合

近期，有網友展示了一段用沒嚼過的口香糖砸開椰子殼的視頻，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“口香糖砸開椰子殼”的原理之前，先要了解一種特殊的物質——非牛頓流體。在物理學定義上，非牛頓流體是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固體或液體的特質。

非牛頓流體的類別較多，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——剪切增稠流體和剪切變稀流體。砸開椰子殼的沒嚼過的口香糖，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力增加到某一個數值時，液體中形成了新的結構引起阻力的增加，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，外在表現為黏度增大，質感變得堅硬，也就是俗稱的“遇強則強”“吃軟不吃硬”。

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屬于剪切增稠流體。如果你輕柔地按壓口香糖，會發現它的觸感很黏軟。但若是快速打擊它，它就會瞬間變硬，加上用力向下砸椰子時帶來的反作用力，砸開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你會發現，隨著攪拌速度的加快，攪拌難度也逐漸增大。當攪拌到一定程度時，你再用勺子使勁、快速戳水淀粉的表面，可能無法戳動。但若把勺子放在水淀粉表面，勺子便會慢慢下沉。

剪切增稠流體的實際應用很廣泛。在科研領域，利用這一流體特質制作的液體防彈衣不僅比普通的纖維防彈衣穿起來更舒適，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，它們在沒有受到剪切力時呈黏稠狀態。如果對其施加足夠大的剪切力，如快速攪拌，流體就會變稀。

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有一層番茄醬，輕輕倒置無法使剩余醬汁流出，但當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，當人體陷入沼澤時，快速掙扎會讓沼澤變稀，進而加快人體下沉的速度。所以，一旦身陷沼澤，千萬不可用力掙扎，而要盡量展開四肢，減緩下沉的速度。

嚼過的口香糖或失去“神力”

如果用嚼過的口香糖，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，嚼過的口香糖糖分變少，水分增多，這會導致其結構發生改變，其非牛頓流體的屬性也隨之消失。

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大打折扣。

總之，口香糖砸椰子殼需要滿足的條件包括：一是口香糖應捏成錐體狀，最好大一些；二是砸的時候要穩、準、狠，這樣成功的概率會比較高。

還有最重要的一點，一定要在堅固可靠的容器里面砸，不然砸下去之后雖然成功破開了椰子殼，但你可能來不及慶祝，就眼睜睜地看著里面的椰汁白白流走了。（據《科技日報》）