什么是非牛頓流體

高榮偉

想明白什么是非牛頓流體，我們首先需要了解什么是牛頓流體。

在物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，人們將黏性流體分為牛頓流體和非牛頓流體。所謂牛頓流體，就是符合牛頓黏性定律的流體，比如水、酒精、輕質(zhì)油等。根據(jù)這一定律，流體的黏度值是恒定的。

然而，人們研究后發(fā)現(xiàn)，并非所有流體的黏度值都不變。非牛頓流體，就是不滿足牛頓黏性定律的流體。如果把非牛頓流體，比如太白粉的水溶液，放到盆里，你慢慢伸手進(jìn)去，會(huì)感覺(jué)它像是液體;你用手使勁捶打它或在里面快速滑動(dòng)，又會(huì)感覺(jué)它漸漸變得像固體。

1944年，科學(xué)家公開(kāi)進(jìn)行了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)有黏彈性流體（非牛頓流體的一種）的燒杯里旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)桿。由于離心力的作用，牛頓流體表面會(huì)凹陷;黏彈性流體卻向杯中心運(yùn)動(dòng)，并沿實(shí)驗(yàn)桿向上爬，表面凸起。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，非牛頓流體是一種很有“個(gè)性”的流體：如果你給它的壓力大或讓它快速運(yùn)動(dòng)，它就會(huì)變硬，具備一些固體的特性;你給它的壓力小或不讓它運(yùn)動(dòng)，它就會(huì)非常軟，像液體一樣。

非牛頓流體廣泛存在于人體中，實(shí)際上，絕大多數(shù)生物流體都是非牛頓流體。比如，人身上的血液、淋巴液、囊液等多種體液是非牛頓流體。

在食品領(lǐng)域中，非牛頓流體也普遍存在，比如番茄汁、蛋清、蘋果漿、果醬、煉乳等。

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，非牛頓流體也廣泛存在，比如紙漿、油漆、油墨等。

在大自然中，非牛頓流體同樣不算罕見(jiàn)，有石油、高含沙水流、泥石流……

由于非牛頓流體涉及許多工業(yè)生產(chǎn)部門的工藝、設(shè)備、效率和產(chǎn)品質(zhì)量，也涉及人的生活和身體狀況，所以它越來(lái)越受到重視。

根據(jù)非牛頓流體的特性，科學(xué)家研發(fā)了新型液體防彈衣。這種防彈衣比傳統(tǒng)的防彈衣柔軟，而且防彈性能更好，有一個(gè)昵稱是“防彈蛋奶糊”，這是因?yàn)橛糜谥谱魉奶厥庖后w材料與英國(guó)人常喝的蛋奶糊有點(diǎn)相似。蛋奶糊被加熱并被攪拌時(shí)會(huì)變稠，而這種特殊液體材料在受子彈撞擊后會(huì)迅速變硬。