神奇之谜揭秘：彩条牙膏为何能够挤出不混色？

神秘内幕揭秘：彩条牙膏背后的色彩奥秘

　　 提起彩色条纹牙膏，想必许多家庭中都能找到。令人感到困惑的是，不管怎样挤压这种牙膏，挤出来后的膏体颜色依然清晰分明，不会混合在一起。

　　 为什么这些颜料在牙膏包装里不会混为一团呢？有人认为，这是因为牙膏是一种非牛顿流体，而另一些人则认为这是因为牙膏是宾汉流体。那么，究竟是哪种特性让牙膏彩条能够自动区隔开来？宾汉流体与非牛顿流体之间又有什么联系？ 牙膏在管子里能保持多种颜色而不混合，这不仅体现了产品的设计精妙，更反映了科学原理在日常生活中的巧妙应用。非牛顿流体是指那些其粘度会随剪切应力的变化而变化的流体，这种性质使得当压力施加到牙膏上时，它会变得更硬或更软，从而有助于颜色之间的分离。而宾汉流体作为非牛顿流体的一种，需要一定的初始应力才能开始流动，这也可能是导致牙膏颜色保持分层的原因之一。 总之，无论是非牛顿流体还是宾汉流体，它们都展示了物质科学的奇妙之处。这样的细节往往被我们忽视，但正是这些科学原理，使得我们的生活更加丰富多彩。

　　 牛顿流体与非牛顿流体

　　 首先说一说牛顿流体和非牛顿流体。

　　 在我们的日常生活中，我们经常会接触到各式各样的流体，比如水、牛奶、果汁、空气、沙拉酱和番茄酱，但其实它们的性质并不相同。

　　 常见的水、牛奶、果汁等流体通常被视为牛顿流体，这类流体的一个显著特点是其剪切应力与剪切应变率之间存在线性关系。这意味着，在相同的温度和压强条件下，这类流体的黏度不会因为所受外力的变化而变化。例如，无论你是在倒牛奶还是搅拌果汁，只要环境条件如温度和压强保持恒定，牛奶或果汁的流动性就不会发生改变。 这样的特性不仅在日常生活中有所体现，对于工业生产中的流体处理也具有重要意义。了解和掌握这些基本物理性质有助于提高生产效率，减少不必要的资源浪费。同时，这也提醒我们在设计相关产品时，需要充分考虑流体的物理特性，以确保产品的性能稳定性和使用便捷性。

　　 如果我们直接将水从瓶子里倒出，或者用力挤压瓶子使水挤出来，水的黏度基本上不会有什么变化。

　　 非牛顿流体的概念可以通过与牛顿流体的对比来更好地理解。简单来说，这类流体的黏度会根据所受外力的变化而变化。这一特性使得非牛顿流体在日常生活中显得尤为有趣和多样化，比如我们常见的玉米淀粉与水混合形成的“非牛顿流体”，在快速冲击下会变得非常坚硬，而在缓慢施压时则会流动得像液体一样。这种材料的独特性质不仅引起了科学界的兴趣，也激发了许多创意应用，从防弹衣到新型建筑材料，非牛顿流体正逐步展现出其潜在的巨大价值。 这一现象提醒我们，在自然界中存在着无数令人惊叹的物理规律，它们不仅丰富了我们的知识体系，也为技术革新提供了无限可能。通过进一步研究这些奇特的流体现象，我们或许能够开发出更多创新且高效的材料，以应对未来社会的各种挑战。

　　 非牛顿流体主要分为三类：剪切增稠流体（胀流性流体）、剪切稀化流体（假塑性流体）以及宾汉流体。这些流体在受到外力作用时，其粘度会发生变化，这种特性使得它们在工业生产和日常生活中的应用具有极大的潜力。例如，在防弹衣的设计中，通过利用剪切增稠流体的特性，可以使其在受到高速冲击时迅速变硬，从而提供更好的保护效果。而在某些涂料和食品加工行业中，剪切稀化流体的应用也能够提高生产效率和产品质量。因此，深入研究和理解非牛顿流体的特性不仅有助于推动科学技术的发展，也为解决实际问题提供了新的思路和方法。

　　 1 剪切增稠流体

　　 顾名思义，这类流体的特点是在受到更强外力作用时黏性会增加。我们日常生活中较为常见的例子是玉米淀粉与水的混合物。

　　 如果你感兴趣可以尝试一下，将水和玉米淀粉按照1:1.25至1:1.3的比例混合，所得到的淀粉糊是一种剪切增稠型非牛顿流体。

　　 在受到较小力的作用时，其黏度也不高，你可以很容易地用手指轻轻搅拌。但如果你突然给它施加一个较大的力，比如用力打一拳，它在受到外部冲击后黏度会迅速增大，变得“硬邦邦”的。

　　 不过，牙膏显然并不属于典型的非牛顿流体范畴，否则当你用力挤压时，它反而会变得更加难以挤出。这种特性其实反映了牙膏配方的独特之处，设计上就是要在使用过程中既容易挤出又不会因为外力而变得过于稠厚。这恰恰展示了产品设计者在材料科学上的精妙考量，以确保消费者能获得最佳的使用体验。 这样的设计不仅体现了科技与日常生活的巧妙结合，也提醒我们在评价任何产品时，都应考虑到其背后的科学原理和设计理念。牙膏的例子说明了即使是日常生活中的小物件，背后也可能蕴含着复杂的科学考量。

　　 2 剪切稀化流体

　　 剪切稀化流体是一种常见的非牛顿流体，其特点是受到外力作用时黏性降低，变得更加流动。这种现象在我们的日常生活中非常普遍，例如人体的血液、番茄酱和花生酱等都属于这类流体。这些物质在受到挤压或搅拌时会变得更加稀薄，从而更容易流出或分布。 这种现象不仅有趣，而且在很多领域都有实际应用。比如，在医学上，了解血液如何随外力变化而改变流动性对于诊断和治疗某些疾病至关重要。而在食品工业中，对番茄酱和花生酱等产品的加工和包装也需要考虑到它们的剪切稀化特性，以确保产品的质量和稳定性。此外，剪切稀化流体的研究还可能为开发新型材料提供新的思路，从而推动科技的进步。 总体而言，剪切稀化流体的研究为我们揭示了自然界中许多看似平常的现象背后的科学原理，并且在多个行业中都有着广泛的应用前景。

　　 如果你家里有瓶装的番茄酱也可以试一试，如果直接拿起瓶子往外倒，番茄酱黏性很大，很难倒出来，但是如果你一边摇动瓶子一边往外倒，番茄酱就会变稀，自己就会流出来（当心不要甩到别人身上）。

　　 牙膏在受到外力挤压时能够顺畅地被挤出，这让人联想到一些非牛顿流体的特性，但实际上牙膏并不完全属于这类物质。实际上，牙膏是一种典型的宾汉流体。这种性质使得牙膏在我们日常使用中既方便又实用，因为只有在一定的压力下它才会流动，这既避免了无意识中的浪费，也确保了我们在刷牙时能够准确控制用量。 这样的特性不仅体现了材料科学在日常生活用品设计上的巧妙应用，也让我们意识到，许多看似简单的日常用品背后其实蕴含着复杂的科学原理。这也提醒我们在享受现代科技带来的便利的同时，也应该更加关注和支持科学研究，以便未来能有更多创新的产品和服务出现。

　　 3 宾汉流体

　　 这种流体的数学模型是尤金·C·宾汉（Eugene C. Bingham）提出的，所以被称作宾汉流体。

　　 这种流体与之前讨论的剪切稀化流体有所不同。剪切稀化流体的特点是在外部施加的力量增加时，其黏度会逐渐降低，从而表现出更强的流动性。这种特性使得剪切稀化流体在工业应用中具有广泛的应用前景，尤其是在涂料、化妆品以及石油开采等领域，可以显著提高生产效率和产品质量。此外，这一性质也引发了科研人员对新型材料探索的兴趣，未来可能会有更多创新性的应用出现。

　　 宾汉流体在没有外力或外力较小时，其表现类似于固体，不会轻易流动。只有当外力超过某个临界值时，这种材料才会迅速转变为液体状态。牙膏就是一个典型的例子，当我们挤牙膏时，它在压力作用下会顺畅地流出，而在静置时则保持固态形状。这种独特的性质使得宾汉流体在很多工业和日常应用中都非常有用，比如在食品加工、化妆品制造以及医药领域。它不仅提高了产品的使用体验，还为工程师们提供了新的设计思路，让许多创新成为可能。

　　 在通常的储存和运输过程中，牙膏所受的外部力量较小，可以近似看作固体。只有在外力挤压下，它们才会像粘稠的液体那样被挤出。而一旦外力停止，牙膏内部就不会继续流动，因此不会导致牙膏散落得到处都是。

　　 当然了，挤出来的牙膏如果不小心掉在水池里，它们也不会自己流走，会像固体一样待在那，直到你去清理它们。

　　 宾汉流体让彩条“自动隔离”

　　 了解了宾汉流体的特性后，我们就能明白彩条为何能实现“自动隔离”。当没有外力作用或者外力不足时，不同颜色的彩条可以被视为固体，因此它们自然不会与相邻的颜色混合。

　　 在受到挤压之后，牙膏虽然能够流动了，但黏度依然是比较大的，所以它们能够以分离的条带形式出现在你的牙刷上。

　　 当然了，有一些彩条牙膏的彩色部分和白色部分是前后分布的，这不仅增加了产品的视觉吸引力，也引发了消费者的好奇心。它们的盖子内部设计有特别的结构，这表明制造商在创新方面下了不少功夫。这样的设计不仅能提升用户体验，还可能带来更好的清洁效果。总体来说，这种创新的设计体现了当今市场上日用品行业对细节的关注以及对消费者需求的敏锐捕捉。

　　 在使用牙膏时，我们常常会发现一个有趣的设计：后端的白色牙膏通过中间较大的孔被挤出，而前端带有颜色的牙膏则通过旁边较小的孔被挤出。这种巧妙的设计使得挤出的牙膏呈现出彩条状，为日常生活中增添了一抹亮色。这样的设计不仅提升了产品的美观度，同时也增加了使用的趣味性，让人在刷牙时也能感受到一份小小的惊喜。 这一创新不仅体现了制造商对消费者需求的深刻理解，也展示了技术如何在细微之处改善我们的日常生活。通过这样的小细节，产品不仅能够更好地满足消费者的审美需求，还能在一定程度上提升人们的生活品质。这无疑是一个值得赞赏的设计亮点，它提醒我们在追求实用功能的同时，也不要忽视了美观与体验的重要性。

　　 特制的彩条牙膏盖子，图片来源：Play with me - Toys for Kids

　　 牙膏尾部的那个小方块的颜色，据说能够帮助我们辨别牙膏中的成分是天然来源还是化工合成，请问这个说法正确吗？

　　 在搜索牙膏“彩条”相关的内容时，我发现了一则与彩色条带有关的谣言，这引起了我的关注。这种谣言不仅误导了消费者，还可能对某些品牌的声誉造成不必要的损害。因此，澄清这些不实信息显得尤为重要。我们应该提高警惕，避免盲目相信未经证实的消息，并且鼓励公众从可靠的渠道获取信息，以防止类似谣言的传播。此外，相关部门也应该加强监管，及时揭露和纠正虚假信息，保护消费者的知情权和权益。

　　 在牙膏包装的尾部，常常可以看到一个“彩条”小方块。曾有一则广泛流传的说法称：纯天然成分的牙膏，尾部小方块颜色是绿色的；天然成分加药物的牙膏，小方块颜色是蓝色的；而小方块颜色为黑色，则表示牙膏是完全的化学成分。 实际上，这种说法并不准确。这些颜色标记主要是为了方便生产线上的机器识别不同种类的产品，与牙膏的具体成分并无直接关系。消费者不应仅凭此标志来判断产品的天然程度或化学成分，而应仔细阅读产品成分表以了解其具体组成。此外，由于不同品牌可能有不同的标识系统，因此这一规则并非放之四海而皆准。正确的做法是通过查看官方说明或咨询专业人士来获取更准确的信息。

　　 这种尾部标签与颜色的对应关系看似随意，实际上主要是为了便于自动化生产线上的机器识别牙膏尾部的位置，从而实现精准的切割和封装。这种技术的应用不仅提高了生产效率，还减少了人工操作可能带来的误差。 这种技术的应用展示了现代制造业在提高生产效率和质量控制方面所取得的进步。通过引入先进的自动化技术，企业能够显著提升产品的包装精度，同时降低生产成本。然而，这也引发了关于自动化是否会取代大量工作岗位的讨论。尽管如此，可以肯定的是，科技的发展将继续推动工业生产的革新，为我们的生活带来更多便利。

　　 不同的颜色只是为了方便与包装颜色进行区分，方便机器识别，跟牙膏的成分没有任何关系。而如果仔细观察牙膏的成分，这个谣言也会不攻自破，在绿色标签的牙膏成分里，也赫然写着大量所谓的“化学物质”，所以根据标签颜色判断成分的说法毫无依据，而恐慌“化学物质”本身也是毫无必要的。