奇妙的科研成果：水为什么越搅越容易搅，面糊却越搅越难搅？

生活中我们也许会碰到这样的情况，如果有一碗水，拿筷子按某个方向不停地快速搅动时，会感觉比较容易搅动，而且碗中的水会同时呈现出中心下凹的漩涡。但是，假如向这碗清水中加入面粉后结果反而不一样了。这个时候我们再搅拌的话，会发现越搅越难搅，而且面糊出现沿着筷子向上“爬”的现象。为什么会出现如图4．7．1所示的这种反差现象呢？

图4．7．1 爬杆现象的小实验（李晓辉、黄吉平作图）

事实上，在软凝聚态物理学对流体的分类中，水和面糊分属两种不同性质的流体，即牛顿流体和非牛顿流体。水、酒精、空气等自然界中很多常见的流体都被称为牛顿流体。对于大多数低分子流体来说，由于其各向同性的特点使得粘滞系数（用于描述物质黏性强弱的物理量）基本保持固定，这类便是牛顿流体。而非牛顿流体的粘滞系数是随着剪切速率而变化的，剪切速率越高，粘滞性就越强。也就是说，如果想要快速搅动这类流体，就需要更大的力气，而且速度越快越感觉费劲。除了牛顿流体之外基本上都是非牛顿流体，包括很多高分子溶液、悬浮液等。面糊是由面粉加入水产生的，而面粉是天然高分子化合物，所以面糊是一种非牛顿流体。因此，我们在搅动面糊的时候，搅动得越快，面糊的粘滞性也就增加得越快，结果也就自然地越搅越难搅了。

至此，可以更加具体地回答上述问题。对于水来说，当不停地用筷子搅动时，水分子由于离心力的作用而向外围扩散，所以中心部位的水会比较少，看起来如同下凹的漩涡，这也就导致了越搅越容易搅。但是，对于面糊来说，面粉高分子在搅动中形成各向异性的结构，高分子链会被拉伸并缠绕在筷子上，受到的剪切力越大，其拉伸程度越高，而高分子链自身会产生更强的恢复弹性。这样就使得这些面粉高分子向中心处挤，从而形成了“爬杆现象”（也叫Weissenberg效应），这也就导致越搅越难搅。(www.xing528.com)

［附］ 自己动手做实验：爬杆现象

同学们可以在家里做个小实验：在碗里放入一些面粉，再加入适量的水并用筷子搅拌。切记不能加水过多，否则就不能形成面糊。在搅拌的过程中可以发现，面糊越搅越困难，而且会发现“爬杆现象”。请同学们想一想，生活中如何消除“爬杆现象”呢？

[1]本文作者为李晓辉、黄吉平；本文已被《十万个为什么》（第六版）选用。