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科普|遇强则强遇弱则弱的神奇液体牛顿流体是后人纪念牛顿对流体的研究而命名的,牛顿流体是指在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的低黏性流体,比如水而非牛顿流体,它介乎于固体和液体之间,且遇强则强,遇弱则弱,受应力时会变得很硬,像固体一样,在没有压力的情况下却像水一样的液体似的柔软非牛顿流体类别?早在人类出现之前,非牛顿流体就己存在,因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。人身上的血液、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。近几十年来,促使非牛顿流体研究迅速开展的主 要动力之一,是聚合物工业的发展。非牛顿流体特性01射流胀大当水从自来水管中流出时,水流的直径与管子的直径基本相当。如果非牛顿流体被迫从一个大容器流进一根细管子,再从这根细管流出(挤出)时,射流束的直径就会比细管大得多,两者之比甚至会超过10,这种现象叫做射流胀大效应。2无管虹吸对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上就会停止。但对高分子液体,如聚异丁烯的汽油溶液和百分之一的POX水溶液,或聚醣在水中的轻微凝胶体系等,都很容易表演无管虹吸实验。3湍流减阻非牛顿流体显示出的另一奇妙性质,是湍流减阻。人们观察到,如果在牛顿流体中加入少量聚合物,则在给定的速率下,可以看到显著的压差降。4爬杆效应非牛顿流体的黏弹性使得它在旋转时也表现出与一般牛顿流体不同之处。在一有黏弹性流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里,旋转实验杆,黏弹性流体会向杯中心运动,并沿杆向上爬,液面变成凸形,甚至在实验杆的旋转速度很低时,也可以观察到这一现象,这一现象叫爬杆效应。非牛顿流体应用1新型防护装甲近年来在制造质地轻柔且防弹防刺性能良好的新型防护装甲时,有一种非牛顿流体型液体材料发挥了作用。这种非牛顿流体材料实质上是由分散相粒子(如SiO,)和分散相介质(如聚乙二醇)混合而成的具有剪切增稠特性的分散体系( Shear thickening fluid,STF)。2液体减速带西班牙某公司开发出了一款液体减速带,其实这是一种非牛顿流体,当汽车快速通过的时候,里面的液体会因为重压而迅速凝固变硬,这时候它就如同普通的减速带一样。而如果你缓速通过,那它就会如同一个水袋一样让你几乎感觉不到异样。谢谢聆听
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