流变学的基本知识..doc

《临床血液流变学》 P5 第二章 流变学的基本知识 第一节 流变学、生物流变学及类血液流变学 一、流变学 流变学（rheology）一词中的rheo起源于希腊语，有流动之意。远在公元前5世纪，人们就流传着希腊哲学家Heraclitus的一句脍炙人口的名言：“一切在流，一切在变”。流变学一词由此而来。然而，流变学成为一门独立学科则是20世纪20年代的事情，当时，由于橡胶、塑料、油漆、润滑剂以及食品工业的迅速发展，推动了对上述原材料的研究。因为这些物质都包含有流动和复杂变形的结构，这些物质所具有的运动现象，很难用经典的弹性力学和流体力学的方法来分析，为此，研究这类物质的流动与变形，必须紧密结合这些物质的结构和物理、化学属性，美国的物理化学家Bingham在对油漆、糊状粘土、印刷油墨、润滑剂以及某些食品作了大量的研究后，认为这些物质都包含有使其能够复杂变形和流动的结构，其运动方式远较一般弹性体的变形和一般液体的流动复杂。同时还指出，这些物质的复杂变形发生在流动过程中，并对其流动产生重大影响，在他的倡议下，美国于1928年成立了流变学会，并把研究物质流动和变形的科学称为流变学。 与流体力学、弹性力学、材料力学相比，流变学有2个突出的不同特点：其一，流变学研究的重点不仅限于物质的粘性运动和弹性变形，而是兼有这2种物理属性，或者更确切地说，是由这2种物理属性结合而成的物质的新的物理属性，即粘弹性和塑弹性。其二，流变学研究的内容和范围不仅从宏观角度去探讨物质的力学性质和行为，而且还从微观的角度去揭示物质内部结构及其理化性质与其宏观力学和运动的关系。由此可见，流变学又可以看作是物体的力学与构成物体的物质化学互相渗透的科学，正是从这一点出发，流变学又被定义为有关物体的力学性质和力学行为的物理化学。 物质在外力作用下能够变形或运动，是物质的普遍特性，不论是液体的流动，弹性体的变形或者是更为复杂的塑性、粘弹性以及塑弹性，均属于物质流变性的表现方式。事实上，流变学也是一门研究方法的科学，并不限定其研究对象，涉及的范围很广。其命名多以涉及的范围而定。例如：橡胶流变学、土壤流变学、生物流变学、体液流变学等等。 二、生物流变学 流变学在生物机体和人体的许多重要生命活动现象和过程的研究中，有着极为重要的意义。从宏观的生物机体或人体的运动，机体内部肌肉的收缩与舒张，神经兴奋的传导，各种体液以及各种脏器的运动，骨、关节、韧带在外力作用下的变形，一直到微观的细胞膜内外的物质交换，细胞表面的粘弹性和变形，细胞质的流动以及红细胞、血小板的聚集与分散等，无不与流变学有关。研究生物体特别是人体内可以观察到的流变现象以及构成生物体各种物质的宏观与微观流变性的这一部分流变学，即为生物流变学。如果流变学是应工业需要发展起来的话，那么，生物流变学则是应生物学和医学需要而发展起来的。 三、血液流变学与类血液流变学 在生物流变学范畴内，研究最多、进展最快的是有关人体内（包括器官、组织、细胞及大分子等）生命现象中的流变学。由于血液及血液循环是机体生命活动得以维持的基本保证，加之血液具有复杂组成成分和特有的理化性质，使得血液具有复杂的流变特性。因此，血液在循环中的流变现象及其意义以及影响因素、变化规律等问题已受到极大的重视，进行了大量的研究，并取得了飞速的发展。目前，研究血液及其有形成分流动和变形的血液流变学已发展成一门独立的学科。 P7－16 第二节 流变学的基本知识 一、液体的流度与粘度 液体与固体的主要不同之处，在于液体具有流动性。但这种流动性只有当液体受到外力作用时，才能表现出来。一切液体都有流动性。但是，在作用力和其他条件相同的情况下，不同液体流动的快慢却不一样，表明不同液体流动的难易程度是不相同的。液体流动的难易程度一般用流度来定量表示，也就是说流度是表示液体流动难易程度的量度，流度大，表示该液体容易流动；反之，表示该液体不易流动。以水和食用油为例，水较食用油易于流动，因而水的流度大，油的流度小。液体的流度之所以不同，是由于液体内部对流动起抗阻作用的内摩擦力大小不同所造成。液体内摩擦力的存在决定了液体具有粘滞性，两者是平行的。液体内摩擦力大，其粘性也大，粘度是表示液体粘性或内摩擦力的定量指标 ，与流度呈倒数关系。水的流度大，粘度则小；相反，食用油的流度小，粘度则大。由此可见，液体的粘度是反映液体流动性质的定量指标。鉴于液体的流动是以其变形为产生基础，因此，粘度又是反映液体流变性的重要指标。 二、液体粘性的产主 液体流动时，其内部的摩擦力对液体的流动起着阻抗作用，使液体表现出一定的粘性。产生于液体内部的摩擦力又称内摩擦力，也只有在外部的推动力大于液体的内摩擦力时，液体才出现流动。不同液体流动时所产生的内摩擦力也不同，从而使它们表现出不同的粘性。液体的内摩擦力