流体居然可以做防弹衣？非牛顿流体是什么？生活中应用广泛很常见

流体居然可以做防弹衣？非牛顿流体是什么？生活中应用广泛很常见

近日，一段小朋友在泥地上踩踏的视频引发热议。视频中，小朋友不断踩踏泥地，当他停下时，一只脚却陷了进去。这一现象引发了网友的讨论：为什么不断踩踏没事，站着不动反而会陷进去？这种泥地真的危险吗？今天，就让我们一起来揭秘其中的科学原理。

其实这种泥地是非牛顿流体的一种。在流体力学中，所有的流体可分为牛顿流体和非牛顿流体两大类。虽然听起来很专业，但它们其实广泛存在于我们身边，在生产生活中随处可见。

大家先想一下，水、空气、酒、蜂蜜、奶油、水淀粉、流沙，哪些是牛顿流体？哪些是非牛顿流体？相信有些朋友已经看出了它们之间的差别。

牛顿流体可以简单理解为在温度不变的情况下，粘度或流动性稳定的液体或流体。比如水，在0度以上和100度以下不管你怎么搅拌它，流动性都是稳定的。空气也属于牛顿流体。

而非牛顿流体则与牛顿流体相对应，在温度不变的情况下，施加的力会改变它的粘性或流动性。非牛顿流体可分为多种类型，当施加应力时，有些会变得更加固态，另一些则变得更加流动。有些因施加应力的大小而发生变化，而另一些则因施加应力的时间长短而发生变化。

以视频中的泥地为例，这是一种剪切增稠流体。当施加的力越大，它就越固态或粘度越高，因此奔跑跳跃都不会陷进去。当你站着不动时，就会陷进去，也就是力越小粘度越低流动性越高。

这种特性在实际应用中非常广泛。例如，可以用于制作柔性防弹衣。这种防弹衣不像传统防弹衣那样使用沉重的钢板，穿着更方便。一旦遇到高速撞击的子弹，就会变得异常坚固，真正做到“遇强则强”。很多电动汽车的底盘也利用这种非牛顿流体的特性来增强防撞安全性。

与剪切增稠流体相反的是剪切稀化流体。这类流体平常粘度较高，呈固体状，但当施加力时会变得粘稠度低、流动性高。例如，水泥在不断搅拌时是流动状态，一旦停止搅拌就会凝固。血液在流动状态下是液体，停止流动时就会凝固。沼泽地也属于这一类，你越挣扎就越稀，沉得越快。在实际应用中，修路建房的选址就需要尽量避开这种地方，因为一旦遇到地震等外力，地面就会液化，造成房屋倒塌。

还有一种称为流变性非牛顿流体，其粘度会随着时间的推移和力的增加而增加。例如，奶油就是典型的流变性非牛顿流体，搅拌的时间越长越粘稠。

最后一种是触变性流体，与流变性非牛顿流体相反，其粘度会随着时间的推移和力的增加而减少。蜂蜜就是典型的触变性流体，搅拌越久越稀。

回到开头的视频，虽然确实存在一定的风险，但也没有那么夸大。在大人监护下，被陷进去的几率并不高。作为家长，了解背后的科学原理，能够提前预防风险，让孩子们玩得更安全、更开心。