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“吃软不吃硬”的新贵族材料

①最近几年,在材料领域兴起了一个新贵族,它摸起来很软,和橡皮泥类似,但是在外力的作用下又变得很硬。比如,你用这款“橡皮泥”把一个生鸡蛋包覆起来,那这个鸡蛋用锤子都很难砸坏。有没有觉得这种“吃软不吃硬”的特性科技感十足?这个材料新贵族还有个炫酷的名字D3O材料

②D3O材料是一种特殊的高分子材料,外观是橙红色,它能有效地防御突然的外力撞击。凭借这种“防撞击”的性质,D3O材料目前已经在上百种产品中得以应用,包括护膝、芭蕾舞鞋、手机壳等。

③D3O材料是一位名叫理查德·帕尔默的英国工程师发明的。据说理查德是一名滑雪爱好者,曾在一次滑雪事故中受伤,因此他非常希望找到一种材料能使他免受滑雪板带来的磕碰之苦。功夫不负有心人,理查德找到了这种材料,并以发明它的实验室命名——D3O。

④那么,D3O材料为什么会有这种“吃软不吃硬”的性质呢?原因只有一句话:D3O材料是一种特殊的流体——非牛顿流体。

⑤提到非牛顿流体,那就不得不了解一下牛顿流体。所谓牛顿流体,就是黏度仅受温度影响的流体。那黏度又是什么?黏度是描述流体流动阻力的量,简单来说,黏度高的物质不容易流动,黏度低的物质则容易流动。比如,水比蜂蜜更容易流动,就是因为水的黏度低,蜂蜜的黏度高。接着再说黏度和温度的关系,许多人应该都有类似的生活经验,就是有些比较黏稠的流体加热后,就会变得没那么黏了。比如我们汽车发动机上的油,冬天的时候往往会变得又厚又黏,所以很难打着火,但是一旦发动机变热了,上面的油就没那么黏了。

⑥我们常见的水和油,就是典型的牛顿流体,不管它们流过管道的速度有多快,它们的黏度是恒定的,温度是影响其黏度的唯一因素。然而,有些流体的黏度除了和温度相关,还会受到包括搅拌、压力等其他因素的影响,这些流体就被称为非牛顿流体。

⑦根据流体在外力作用下黏度变化的不同,非牛顿流体又分为剪切稀化流体和剪切稠化流体。

⑧顾名思义,剪切稀化流体就是在剪切力(比如晃动和搅拌)的作用下黏度会变小的流体。我们日常所接触的番茄酱、剃须膏、油漆都属于剪切稀化流体。回想一下,我们每次摇晃或者敲打番茄酱的瓶子,番茄酱是不是会更容易流出来?还有,我们把剃须膏放在手中揉搓,它是不是就会变薄并且更容易流动?这些都是剪切稀化流体的实例。另外,我们常在电影中看到的流沙,也属于剪切稀化流体。如果被困在流沙中,你越挣扎,沉没的速度就越快,因为你用的所有力气只会用来降低流沙的黏度,从而加速流沙的移动。其实,流沙的密度是人体密度的两倍,只要你身体放轻松,就会自动浮上来。

⑨与剪切稀化流体相对应的是剪切稠化流体,也就是在施加剪切力时,流体会变得更黏稠。玉米淀粉和水的混合物就属于典型的剪切稠化流体,当你用力迅速挤压它的时候,它会变得异常坚硬,成凝固状态。如果你有一泳池的玉米淀粉和水的混合物,你甚至可以在上面奔跑。看到这里,你应该就恍然大悟了——“吃软不吃硬”的D3O材料就是一种剪切稠化流体。

【小题1】第③段体现了说明文语言的准确性、严密性,找出来并简要分析。
【小题2】给⑦~⑨段拟一个小标题,列出三段中使用的说明方法,并分析这三段的关系。
【小题3】根据D3O材料“吃较不吃硬”的特点,它已经在上百种产品中得以应用,包括护膝、芭蕾舞鞋、手机壳等。设想一下,它还可以应用到其他哪种产品?并说明原因。
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