在我們的日常生活中，液體扮演重要的角色。像是水、牛奶、油漆等等，這些流體無處不在，也影響我們的生活品質。然而，什麼是流體呢？這些流體都遵循同樣的物理定律嗎?本次將跟各位介紹非牛頓流體的神奇之處，以及它們與生活的緊密關聯，讓我們開始吧！
什麼是流體？
在我們探討非牛頓流體之前，讓我們先了解什麼是流體。流體是一種能夠自由流動且符合容器形狀的物質，包括液體和氣體。這一概念是由其分子結構決定的：相較於固體的分子緊密排列，流體的分子間隔較大，允許它們在外力作用下自由移動。也因為這樣，流體能夠輕易地適應環境變化，像是流動、擴散以及改變形狀。
而流體的物理行為可以透過幾個關鍵參數描述，包括密度、壓力、溫度與黏度等等。其中，黏度是衡量流體內部摩擦力大小的物理量。當流體黏度愈高的時候，流體的流動性愈差，反之愈好。根據黏度對流動的影響，流體可以分為牛頓流體和非牛頓流體兩大類。
什麼是非牛頓流體？
對流體有了初步概念後，我們先來看看什麼是牛頓流體。牛頓流體的特點是其黏度在一定條件下保持不變，意味著它們的流動性不會因外力改變而改變，像是水和空氣就是典型的牛頓流體。那非牛頓流體又是什麼呢？
非牛頓流體是一種流動性質不隨剪切速率而定的流體。聽到這兒，是不是覺得很難懂呢？簡單來說，當你試圖攪拌或擠壓非牛頓流體時，它們的阻力或流動性並不是固定的，流動性會因為外力改變而改變。從圖1可知牛頓流體受到的剪切力與應變率成正比，然而非牛頓流體呈現非線性關係，此為非牛頓流體的典型特徵。
非牛頓流體有什麼特性？
非牛頓流體的行為可以大致分為幾個類別：剪切稀化、剪切增稠以及具有記憶性的流體等，底下我們就來聊聊剪切稀化與剪切增稠。
剪切稀化
這種剪切稀化的特性指的是流體的黏度會隨著施加的剪切力增加而減少，由於內部摩擦力降低，它們會變得更容易流動。在生活中隨處可見的油漆恰巧就是種剪切稀化的非牛頓流體。當油漆被刷子塗抹時會變薄，易於塗抹，但停止塗抹時又會變稠，防止滴落。
剪切增稠
剪切增稠則是當剪切力增加的時候，流體黏度也會跟著增加，流動性減弱，這種行為與剪切稀化相反。最典型的例子是玉米澱粉和水的混合物。當這種混合物靜止時，它表現得像液體，可以輕易倒出；但當快速敲擊或擠壓時，混合物會瞬間變硬，甚至能夠承受重物或人的重量。下方這個物理實驗影片很好地展示了非牛頓流體剪切增稠的特性。
主廚結語
本次跟各位簡單介紹非牛頓流體的特性，起初看到這種吃軟不吃硬的剪切增稠流體，讓主廚覺得相當有趣，於是決定與各位分享一下。而非牛頓流體不僅展現物質世界的多樣性，也為解決工程問題帶來創新的方法。隨著科技的進步，相信未來將有更多基於非牛頓流體特性的應用出現，就讓我們拭目以待吧！