在我們的日常生活中,許多物品的行為往往令人驚訝。尤其是在流體力學中,流體的黏度並不是固定不變的。有些流體的黏度會隨時間而改變,這種現象稱為時間依賴黏度。兩個主要類型的這種流體是「觸變性流體」和「流變性流體」,分別代表了黏度隨時間減少和增加的情況。透過了解這些物質的特性,我們或許能在生活中找到更好的應用和利用方法。
觸變性流體是一種在持續剪切應力下,黏度會隨時間減少的非牛頓流體。這意味著,當這些流體受到持續的攪拌或震動時,它們會變得更為流動。當施加的壓力停止時,這些流體會在經過一段時間後,逐漸恢復到更為黏稠的狀態。
很多日常物品如番茄醬、優格等,都展示了這種觸變性特徵,這使它們在靜置時相對厚重,而在受擾動時又能迅速變為流體狀態。
在我們的人體內,細胞質、關節中的滑液以及某些類型的蜂蜜都被認為是觸變性的。此外,一些土壤粘土類材料如膨潤土也展現了這一特性。
在工業應用中,觸變性流體被廣泛使用於鑄造過程中,如半固態鑄造技術(thixomoulding),此技術利用某些合金的觸變性特性,以促進更好的鑄件質量和減少縮膨脹的問題。
在電子製造業中,塗料和墨水的觸變性質可確保在印刷過程中,墨水能夠流動且不會過度流動,這對於顏色的準確再現至關重要。
與觸變性流體相對的流變性流體則是非常罕見的,它們的黏度隨時間增加,即在攪動或擾動後變得更加黏稠。這種特性可能與材料在持續剪切下的微結構建立有關。
流變性流體的一個例子是某些石膏漿。當它們受到持續的攪拌時,黏度會逐漸增加。此外,用於潤滑的某些材料也屬於這一類別。
目前,流變性材料的研究正在進行,尤其是在防震材料和裝甲方面,未來這些材料可能會在各種領域中提供顯著的優勢。
無論是觸變性還是流變性流體,理解其基本特性都對科學研究及日常生活有著重要影響。例如,醫學領域可能借助這些流體的特性來改善病人的治療方法,而工業生產也將因這些流體的應用而變得更加高效。
從運動器材到汽車安全,流變性和觸變性流體的應用包羅萬象,未來的研究可能會開啟許多我們尚未意識到的新可能。
透過深入探討這些流體的行為,我們能否找到日常生活中未被充分利用的「變稠」特性,進而改善我們的產品和技術?