软物质的特性及其应用.pdf

新 科 技 软物质的特性及其应用 福建农林大学食品科学学院（ ） 康彬彬 庞杰 陈团伟 ! ()$$$# 摘 要 介绍了软物质的奇异特性———弱力引起强变化，并例举了软物质在显示技术和智能材料上的应 用。 关键词 软物质 特性 应用 软物质是最近几年诞生的新兴学科，在美国被 其经硫化处理后却能成为坚固耐用的材料。热纳指 “ ” 年诺贝尔物理学奖得主热纳 个碳原子中，只有 个原子与 称为 复杂流体 。’’ 出，天然橡胶的每#$$ $ % 将软物质作为其获奖演讲的题目 ，提出了软物质 硫发生反应。尽管化学作用如此微弱，却足以使物质 $ % # 的研究 。软物质是指处于固体和理想流体之间的 的物理性质发生从液态到固态的巨大变化，胶汁变 物质，一般由大分子或基团组成，如液晶、聚合物、胶 成橡胶，即证明了有些物质会因微弱的作用而改变 体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系物质等，它们在自 状态，这就是软物质的奇异特性———弱力引起强变 然界、生命体、日常生活和生产中普遍存在。国际上 化。 许多研究机构均在大力开展软物质的研究，在国外 凡是软物质只要提供相对微弱的作用力，它们 的物理教科书中已经有了软物质的内容，而国内则 就可以发生改变———从形状到性质的改变。人们不 尚未见到。 难理解为什么一颗纽扣电池可以驱动液晶手表工作 软物质的奇异特性 几年；几滴洗洁精会产生一大堆泡沫……。生物系统 与金属、半导体、陶瓷等硬物质相比，软物质之 的神奇之处也体现在这里：人们的肉眼能够感受到 “ ” 几千光年之遥的星系发出的光；一条嗅觉灵敏的狗， 所以称为 软 ，是因为没有固体那样的硬结构。它对 相对弱的外界影响，比如物质组成或结构的微小变 可以根据脚印中残留的气味跟踪某个人，并且在闹 化，比如施加于物质之上的瞬间或微弱的刺激等，都 市中把这个人的踪迹跟其他人区别开来。所以生物 能做出相对显著的响应和变化，即具有弱影响强响 系统展示着软物质的本质。 $ % 应的特征 ( 。 由于软物质的状态是介于液体和理想固体之 物理学家热纳以橡胶为例，说明了软物质的奇 间，简单液体中分子可自由地流动，仅受容器限制； $ % 异特性 ! 。天然的橡胶在空气中易被氧化而破碎，但 理想固体中的分子在固定位置附近热运动，不可改 程力学试验和冶金、锻造等行业，需经改装或改造后 产缺乏相应的指引和评价，制约了高静压食品的推广。 用于食品加工。设备笨重，工作容量较小，不能实现连 当然，高静压食品的概念进入我国的时间还较 续化生产，造价高等因素大大限制了高静压食品的研 短，研究还欠深入。相信随着我国食品工业的进一步 究与开发。 发展，高静压处理技术具有的各种优点不断得到开发 三是高静压食品相应的食品法规和标准还未建 和显现，势必在食品加工和开发中得到广泛的应用。 立。目前我国食品法规的标准参数都是以热处理为基 加快高静压技术的开发和应用，是我们抓住机遇，在 础的，这就使得以高静压处理为基础的食品开发和生 国内外食品市场竞争中占据有利地位的必由之路。 现代商贸工业 年第 期 #$$! % ! 新 科 技 变序列，因此软物质兼有液体的热涨落行为和固体 化作出响应的特性，所以它也可以用于智