非牛顿流体研究

01:43新民晚报“上海时刻”出品【新民晚报·新民网】5月18日，新民晚报全媒体来到中科院上海光机所直播公众科学日活动，遇见了神奇的网红“非牛顿流体”。非牛顿流体乍一看是液体但用力触摸时又产生硬感，是一种遇软则软，遇强则强的物质。现场志愿者告诉我们，其实非牛顿流体在我们生活中很常见，只需厨房里的一种材料就能制作。（新民晚报视频摄影部）

近期网络上疯传一些“非牛顿流体”的实验，那么非牛顿流体到底是个什么东西，为什么会成为“网红”呢？“非牛顿流体”顾名思义，就是不符合牛顿粘性试验定律的流体，人身上的血液、组织液等都属于非牛顿流体。太白粉溶液是比较有代表性的非牛顿流体，非牛顿流体有以下特征：流体的表面张力会因为受到的压力或击打速度而变化，压力越大、击打越快，张力会增加越大，甚至在理想情况下，受到极大力、及快速打击，被牛顿流体会成为暂时性固体。一盆非牛顿流体，如果将手缓慢的深入溶液中，你的手会和深入水中没多大区别，当你就将手拿出时，手上会沾满非牛顿流体溶液。可是当你用尽全力捶打时，与非牛顿流体的接触面因为压力大而张力增加，它就会“变硬”。这和非牛顿流体的内部特征有关。一些国外的“作死”大神们把“非牛顿流体”都玩坏了，甚至在非牛顿流泳池中飞奔！

但却喜欢那个能让我喝酒的人，不知道小伙伴们有没有听说过非牛顿流体呢？这种流体在我们生活当中其实非常常见，像淀粉液 土豆浆 浓糖水等都属于非牛顿流体。而对于国外那些脑洞大开的实验爱好者来说。非牛顿流体可以说是他们的心头宠了。这种吃软不吃硬的家伙简直让他们又爱又恨，下面我们就一起来看看老外斥巨资的新玩法吧。这位俄罗斯的大叔向我们展现了，什么才是真正的有钱任性，在郊外找好了一处实验地点之后，就雇了几个小伙子来进行挖坑，经过一番努力之后，他们成功挖出了一个五厘米以上的大坑，接着一个重量型的工具登场了，他们将事先买好的十几袋淀粉放进这个大型搅拌机里进行混合。等待的同时，在挖好的坑中铺上了一层塑料薄膜，当搅拌机完成工作后，小伙子们帮忙把搅拌好的流体，导入了这层塑料薄膜上，看着流体不断地流到薄膜上，俄罗斯大叔开心地笑了起来，自己的实验即将开始，他快速的朝着流体跑去，因为流体受到重压已经开始变硬，所以他很顺利的就通过了，反而静止站立的时候会深陷进去，画面简直太神奇了。

遇强则强 遇柔则弱，这便是非牛顿流体最典型的特征，像极了武侠小说里的的独门暗器，对于经常走夜路的人来说，用来防身，是不二的选择， 它便是非牛顿流体；那么什么是非牛顿流体，非牛顿流体存在于广泛的生活中，除了水空气，其他存在于厨房之中的例如：牛奶，面团，果冻，平时用的牙膏等等，想要知道什么是非牛顿流体，那么我们应该先明白什么是牛顿流体； 所谓牛顿流体，就是符合牛顿黏性定律的流体；流体中的剪切应满足如图公式一般线性关系式我们可以在流体中选取一与y方向垂直的平面（或是直接选取墙面），那么这个平面上会受到一个切向的作用力F = TxyA，A为平面面积。u是黏性，牛顿流体中这是一个常数。之后那个偏导是x方向速度在y方向的偏导，代表流体产生了切向的速度梯度。 最直观的感受，就是我们用手在水面摩擦，感受到的水给你的反作用力，就是这样一种感觉。你的手带动了水面运动，而其余部分的水由于水底的拖拽无法运动，速度梯度由此而生。非牛顿流体则是不满足牛顿黏性定律的流体：或者粘度不为常数，或者干脆不符合这个“梯度正比”定律。即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。这种液体轻轻地触碰就像水一样，如果用力敲打就像石头一样坚硬，非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。它本身就是一个吃软不吃硬的家伙，人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的"半流体"都属于非牛顿流体。平时在实验演示中 非牛顿流体是用玉米淀粉(面粉)和水混合出来的，具体步骤：取适量的水和淀粉，大概比例在2:1左右2.缓慢地向水中添加面粉，并搅匀3慢慢添加，一点点的尝试是否形成，这个大概的比例是水：面粉=1.5：1 ，具体比例要自己把握；然后就可以像电视中那样，尽情地享受了

柯南：证据不够？物理来凑~非牛顿流体了解一下！柯南出到现在已经有21年了，这么多年中大家都知道柯南是一个高智商的伪小学生，同时还身负着死神体质~集集都有人死亡，而且杀人的手法还都不一样，不过出到现在已经700多集了，这么多年什么手法都被写没了那怎么办呢？证据不够物理来凑啊~请看下图~在这一集中，很神奇的是又是一个密室杀人案，但是通网密室的唯一通道并没有被人开启，换句话说密室前面只有一个浴池但是没有沾上水，就把人给终结了~真的是很让人匪夷所思的事情了！于是柯南这件案子也太过神奇了啊，究竟该怎么找证据呢？怎么找也圆不了自己的说法啊！于是证据不够，就要靠物理来凑啦~只见柯南使出了自己隐藏多年的轻功技术：刷刷刷~水上漂！飞了过去！小五郎等人目瞪口呆啊！难道说水下有什么柱子支撑之类的么？小五郎不信邪就一脚伸了过去，结果掉水里了...哈哈哈于是本案就算是结案了，答案就是最近十分火的非牛顿流体~平次就来解说了：是葛粉汤，准确来说是变为葛粉汤前的一种介于固体和液体之间的物质，这叫做胀流性现象。缓缓地施加微弱的力量，它依然还是液体。但若是一口气施加强大的力量，他就会变得向硬邦邦的固体了！哈哈哈~真的是没什么好写的了，就只能用非牛顿流体来凑数了，强行解决一集的问题，下一级再说吧~哈哈哈只见柯南在服部说话的时候又跑完了一个来回，话说这真的是很好玩了~大家有机会也可以尝试一下>_<看完这些之后，大家还想起来哪些类似的剧集么？也是这种证据不够，强行用物理来凑数的~就比如光的全反射那集！有人看过么？

非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。说白了，像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。皮几万与李小璐的出轨事件已经实锤，除此之外广大网友偷拍追踪发现，猫咪确实是非牛顿流体，根据爆出的照片，这下真的也是实锤了！液体猫咪可大可小，可圆可扁，可长可宽。钻进罐头都是小菜一碟。如果没看错的话……这个猫咪是在一次性杯子里面吧？当有了一个盒子，猫咪就变成了方形，那揣起来的小爪子也太可爱了吧。这充满大大疑惑的小眼神是怎么回事？在疑惑自己为什么变成了一条吗？呼，还是仰起头呼吸的空气新鲜。楼上的兄弟你说得对啊。这管子简直良心定做。我是没有感情的伊拉克妇女。猫咪化作液体从楼梯上流下来。一步两步，一步两步似爪牙，似魔鬼的步伐。铁锅炖猫咪，猫咪汤要不来一口尝尝？据说温度一高，猫咪就会化掉。化出来一对大长腿，感觉像p上去的一样。猫咪是液体这下真的实锤了。这个流的有点长……这个肚子是化了吧，像装满了水一样。玻璃碗似乎是猫咪的心头好呀！这透明的材质果然一览无余了。切，小样，你进得来吗？为了提醒宠主自己是液体，猫咪似乎也没少下功夫啊，在洗脸池里面一卧，简直就像一汪水。所以，猫咪那么可爱，广大网友在关注皮几万与李小璐的大瓜的时候，有没有和自己的猫咪好好玩耍呢。

非牛顿流体到底有多强大？45米高空坠下的铁球，对其有影响吗？非牛顿流体想必小伙伴们不会太陌生，它介于液体和固体之间，是一种“半流体”，而且广泛的分布在我们的生活中。它的性质非常的特殊，，当我们以较大的力量撞击它的表面，它反弹给我们作用力也非常的大，所以我们可以在它的上面快速的行走，但是我们不能在它的上面久站。如此好玩的东西自然逃不过脑洞大开的老外，各种各样的新奇实验也是测出不穷。今天小编带着大家看看，危险的高空坠物能不能对非牛顿流体产生什么样的影响！实验正式开始之前，为了测试高空中坠物会产生怎样的危险，几个老外准备了一个装有水的充气浴池，并在水中加入了红色的颜料，想要看看45米高空坠下的铁球会造成什么样的影响。随着实验的开始，老外将铁球在45米的高空扔下，慢镜头回放下我们可以看到，浴池中的水溅出了很高，充气浴池也被砸坏不能用了。不得不说这威力相当的大啊！接着为了试验，老外开始亲自制作非牛顿流体。他们将一代代的东西倒入带水的充气浴池中，不断的搅拌，最后非牛顿流体制作完成。老外迫不及待的想要开始试验，他将大铁球带到高处，并从高空中丢下。慢镜头下我们可以发现，铁球在接触到非牛顿流体的瞬间，被弹起了一点高度，然后才落下，慢慢的陷入其中。同时我们也可以看到，装着非牛顿流体的泳池，在面对高空落下的大铁球，一点损坏也没有。不得不说，非牛顿流体的这个“遇强则强，遇弱则弱”的特质太强了，就连高空坠落的铁球对它也没有任何的伤害。对于今天的实验，小伙伴们有什么想说的吗，欢迎大家评论区留言哦！部分图片来自于网络，如有侵权，请联系作者删除。

文/七只小狼提起防弹衣，军迷们一般都会搬出“凯夫拉纤维”这一国际硬通货。因为它出色的防弹能力，上个世纪80年代中国刚开始进口杜邦的产品的时候，美国政府甚至不允许杜邦公司把旗下凯夫拉品牌产品出口到中国，以防中国将这种优质的材料运用到装甲防护领域。（图源 Castro Composites）如今快半个世纪过去了，波兰的一家公司却要动摇凯夫拉在防弹衣领域的大佬位置，而他们凭借的却是一款非常“水”的产品。（图源 euronews Knowledge/Youtube）2015年，平独镇露的波兰人研究出了一种液体防弹衣。这种液体制作的防弹衣，一旦受到子弹射击，原本流动的液体会突然硬化膨胀，但尚未受力的部分则还是可流动的液体，如此一来，可以有效地分散子弹的冲力。（图源 euronews Knowledge/Youtube）当然，防弹衣里面肯定装的不是水，而是一种合成的液态“非牛顿流体”。这家波兰公司设计的液体防弹衣的防护原理，就是利用了“非牛顿流体”中“剪切增稠流体”的特性。在受力的时候，液体自身结构发生改变，黏度、硬度上升，剪力不成比例地增加，同时也会伴随着液体体积的膨胀，最终将子弹的力量均匀的分散在防弹衣上。（图源 euronews Knowledge/Youtube）在研究过程中人们发现，这种堪比SK–II的“神仙水”没有必要挑战凯夫拉的地位，反而可以和凯夫拉纤维结合。使用类似的非牛顿流体浸透过的凯夫拉纤维在受到剧烈冲击和刺戳时，其因内部非牛顿流体强烈的剪切增稠行为而对子弹冲击或尖刀刺戳的抵抗力急剧增大，防护效果会优于单纯的凯夫拉纤维防弹衣。右侧是被非牛顿流体浸透过的凯夫拉纤维受到子弹射击后的前后效果（图源 researchgate）和波兰公司这种“主流”的研究方法相反的是，以“非牛顿流体”为关键词进行搜索，你会发现有一大帮闲的没事干的“歪果仁”用各种方法虐待这种介于固体和液体之间的神奇小东西。放在音响里看它们跳舞只是入门级别（图源 Gfycat）在一池子的非牛顿流体上蹦迪才是正确使用方法（图源 joyreactor）当然一些“地主家的傻儿子”们经常用保龄球检验非牛顿流体的防护等级（图源 How Ridiculous/Youtube）所以非牛顿流体到底是什么鬼，上至高科技公司下到视频博主，为啥人手一捧非牛顿流体？其实我们在大多数视频中所见的“非牛顿流体”只是非牛顿流体的一种，也就是上文中提到的“剪切增稠流体”，与其相对应的是“剪切稀化流体”，两种流体其心协力压住了牛爷子的棺材板。这张图我也看不懂不过感觉很厉害就放在这里（图源 Chucklingcanuck/wikipedia）什么“非牛顿流体”“剪切增稠液体”听起来高大上，但是在日常生活中也很常见。粗浅的分类，比如陶瓷泥浆、玉米淀粉、牙膏等“稠”的流体都属于“剪切增稠液体”；而番茄酱、血液、酸奶等“稀”的流体则属于“剪切增稠液体”。出于成本考虑，大多数“测评”视频中使用的都是玉米淀粉一类的普遍且廉价的材料制作的非牛顿流体。而真正的非牛顿流体大多默默奉献在各自的工作岗位上，比如广泛应用于航空、仪表、电子电器领域的液态硅橡胶。（图源 CHEManager）在广义上，液态硅橡胶属于有机硅胶的一种。在狭义上，虽然硅橡胶和硅胶只有一字之差，但完全是两种东西。不过硅胶类产品大多数都有耐温、稳定和适应性强等特点。在人们的普遍印象中“硅胶”大多数应用与医用领域，实际上也正是如此，不过现在越来越多的日常用品都使用了硅胶部件，使产品设计更多的体现人性化。比如计算器上的硅胶按键（图源 JWT Rubber）比如运动员佩戴的硅胶手环（图源 eBay）

说起非牛顿流体相信应该没有人不知道吧？它是一种遇强则强遇弱则弱的物质，在很多实验中都有看到过它的身影，可是你认为非牛顿流体的特征能够保护iPhoneX，不受到捕兽夹的强大威力吗？一起来看一下吧。首先这两个老外准备制作非牛顿流体，在桌子上忙活了一阵子，还加入了紫色的染色剂，这下终于能看到非牛顿流体的样子了，不能不说新鲜出炉的非牛顿流体还挺好看的，小哥玩的也是不亦乐乎啊。之后他们将非牛顿流体放在袋子里面，发现制作的非牛顿流体并不是很足，因此老外又重新去制作了，好不容易存下一整袋的非牛顿流体，老外就将准备好的手机放在里面，直接顺手就拿了充电线绑好非牛顿流体。两个老外正在准备调整好捕兽夹的位置，之后小哥将非牛顿流体放在捕兽夹的上方，小心翼翼地放下去，捕兽夹感受到非牛顿流体的重量之后，就立马将非牛顿流体夹紧，能在慢镜头下看到捕兽夹的威力。最后，我们将手机拿出来看，屏幕的一面是完好无损的，背部却是碎成了花，看来强大的非牛顿流体都不能保护好手机呀。