非牛顿流体制成的材料可以应用于哪些领域？
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发布时间：2022-04-21 14:34
共5个回答
热心网友
时间：2022-07-13 02:32
题主是不是看了这种视频来问的呢。作为学过流体力学的人给大家做一个简单的科普吧。
非牛顿流体是相对于牛顿流体而言的，牛顿就提是指满足牛顿粘性定律的流体，那么不满足这个定律的就是非牛顿流体了（好绕，而且像是废话）。
牛顿粘性定律是牛顿在1686年通过试验（示意图如上）测量流体粘性进而提出的，内容是流体的剪切应力τ与速度梯度/dy成线性关系,即
上式中的μ是描述流体粘性的系数，称为粘性系数或动力粘性系数，不同流体的粘性系数差别很大。
但是自然界中大量的流体不满足上式，我们称其为非牛顿流体。非牛顿流体在我们生活中极其常见，我们的血液、淋巴液等等，以及油漆、牙膏、果酱、酱油等等这些都是非牛顿流体。
非牛顿流体当然还可以继续细分，但是专业知识太多太复杂就不细细展开讲了。
接下来说一下最关心的，我们可以怎么“玩”非牛顿流体。
首先流传最广的一种玩法，在家中用淀粉和水混合，搅拌均匀，放置30min。然后等充分沉淀后，把上方澄清液体倒掉，剩下的物质则具有剪切增稠效应。如果用筷子慢慢插入，感觉不到太大的阻力便可以插入。但快速插入或搅拌时，便会感觉到很大的阻力。
其次，在特定条件下可以做防弹衣。利用非牛顿流体的剪切增稠作用，美国杜邦公司将经过非牛顿流体浸透得到Kevlar纤维制成液体防弹衣，抗冲击效果较强，而且更为轻便舒适。
还有在国外应用比较广泛的D3O材料，就是非牛顿流体。D3O材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在纳米秒时内在不同的冲击情况下作出不同的反应。此材料已经应用于户外运动装备甚至战场上，为使用者提供碰撞保护措施。
此外，非牛顿流体在许多工业部门都有应用，人们对它的研究也在不断深入。
谢谢阅读，希望有所帮助。
热心网友
时间：2022-07-13 02:33
从分类上简单的回答一下。
非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。从下图中可以看出，只要剪应力和剪切应变率不符合线性关系的流体，其实都可以称为非牛顿流体，剪应力和剪切应变率之比即为我们经常提到的流体黏性，因此牛顿流体也可以定义为粘性不随剪切速率变化而变化的流体。
1.剪切增稠流体应用——新型液体防弹衣
这种液体防弹衣的原理可以概括为两句话：不受冲击时粒子互不干扰呈液态；受到冲击时粒子激烈碰撞变固态。
采用陶瓷板和凯夫拉尔材料的传统防弹衣由于其笨重的特性影响了使用者的机动性、灵活性和速度。而利用剪切增稠流*作的“液体防弹衣”，则可以在受到子弹冲击时变硬从而起到阻挡子弹的作用，其不仅可以提供有效的保护，同时又能保证穿戴者自由灵活地运动，不再受到笨重的传统防弹衣的*。
2.剪切稀化流体应用——解决食品加工中存在的问题
剪切稀化流体一般是由巨大的链状分子构成的高分子胶体粒子。在低流速或者静止时，由于他们互相缠结，黏性较大，故而显得黏稠。然而流速变大时，这些比较散乱的链状粒子因为会受到流层之间的剪应力作用，减少了它们的互相钩挂，会发生滚动旋转进而收缩成团，反而黏性减小。所以针对目前食品（番茄酱、酱油、炼乳、鱼糜等）加工及运输过程中的相关问题，都需要剪切稀化流体的研究予以技术支持。
热心网友
时间：2022-07-13 02:33
以及油漆、牙膏、果酱、酱油等等这些都是非牛顿流体。此外，非牛顿流体在许多工业部门都有应用，人们对它的研究也在不断深入。
热心网友
时间：2022-07-13 02:34
热心网友
时间：2022-07-13 02:35
