哪吒は心を貫く呪いを打ち破るが、その背後にある科学的原理は実はこれだ →

レビュー専門家：北京理工大学物理・光電子工学学院の上級実験者および修士課程指導者、周洪志氏

映画『哪吒～魔少年征竜王～』の中で、哪吒が「心を貫く呪い」を解くシーンは最も難しいS級特殊効果であり、ストーリーも観客を非常に困惑させる。しかし、今日は特殊効果技術やストーリー（ネタバレはしません）ではなく、レンコンデンプンについてお話しします。

なぜなら↓↓↓

哪吒が「心を貫く呪い」を打ち破ろうとしたとき、従来の闘争はすべて失敗に終わった。しかし、哪吒が完全にリラックスし、突然力を発揮すると、「心を貫く呪い」を破ることに成功しました。これは、哪吒の本体が蓮根澱粉であり、蓮根澱粉が非ニュートン擬塑性流体であったためであることが判明しました。

レンコンデンプン

レンコンデンプンは私たちの日常生活によく使われる食材です。新鮮なレンコンを水で粉末状にし、それを清水で沈殿させ、脱水して乾燥させてレンコンパウダーになります。レンコンの粉末を適切な割合で水と混ぜてデンプンスラリーを形成すると、非ニュートン流体という素晴らしい物理的特性を示します。

レンコン澱粉糊では、レンコン澱粉は固体粒子のままですが、粒子の分子間には複雑な結合構造が形成されています。この構造は外力を受けるとひずみ反応を起こし、レンコン澱粉糊が変形する原因となります。レンコン澱粉ペーストに異なる大きさと速度のせん断力がかかると、スラリーは異なる流動性を示し、非ニュートン流体の特性を示します。

非ニュートン流体

非ニュートン流体とは、ニュートンの粘性実験法則を満たさない流体を指し、その粘度は、流体に作用するさまざまな特性のせん断力の変化に応じて変化します。せん断応力の作用下では、非ニュートン流体のせん断応力とせん断速度の関係は単純な線形関係ではありません。この特性により、非ニュートン流体は、ゆっくりとしたせん断を受けると、伸張、ねじれ、破壊などのひずみ現象を起こします。しかし、急速なせん断力が作用しても、この粘性材料はすぐには変形せず、固体材料の硬い特性を示します。

非ニュートン流体の種類

非ニュートン流体にはいくつかの種類があります。

0 1 せん断流動化流体（擬塑性流体）

せん断減粘流体の粘度は、せん断速度が増加するにつれて低下します。これらの流体は静止しているときは粘性があるように見えますが、力が加わると粘度が低下し、流れやすくなります。簡単に言えば、それは弱い者をいじめ、強い者を恐れることを意味します。あなたが強いときは弱く、あなたが弱いときは強くなります。

0 2 せん断増粘流体

せん断増粘流体の粘度はせん断速度の増加とともに増加します。流動させるために力を加えると、粘性が高まります。つまり、「強い力に遭遇すると強くなり、弱い力に遭遇すると弱くなります。」

0 3 ビンガムプラスチック流体

ビンガム塑性流体は、一定のせん断応力を超えた後にのみ流れ始めます。降伏応力以下では固体のように振る舞い、降伏応力以上ではニュートン流体のように振る舞います。歯磨き粉を絞るとき、絞る力がないと歯磨き粉は固形のままであることがわかります。加えられた圧力が一定の閾値を超えると、歯磨き粉がチューブから流れ出て液体の性質を示します。

0 4粘弾性流体

これらの流体は粘性と弾性の両方の特性を持っています。外力を受けると、形状が変化するだけでなく、エネルギーを蓄え、外力が除去されると部分的に元の形状に戻ることもあります。一般的な減圧シリコン玩具は粘弾性流体です。強く引っ張ると長く伸びますが、これは粘性の現れです。しかし、伸ばすのをやめるとゆっくりと元の形に戻ります。

ユニークな物理的特性を持つ

非ニュートン流体には、いくつかの独特な物理的特性があります。

0 1 ジェット膨張

非ニュートン流体が大きな容器から毛細管に押し出され、毛細管から押し出されると、ジェットの直径は毛細管の直径よりも大きくなります。

0 2 ポールクライミング効果

粘弾性流体（非ニュートン流体の一種）の入ったビーカーの中で実験棒を回転させると、液面はカップの中心に向かって流れ、棒を登り、液面は凸状になります。

0 3 チューブレスサイフォンまたはオープンサイフォン

ガソリンに含まれるポリイソブチレンなどの高分子液体の場合、チューブを容器から引き抜くと、液体はカップから引き出され続けてチューブに流れ込みます。サイフォンは必要ありません。液体が入ったビーカーを傾けて液体を流すだけで、プロセスが始まったら止まりません。

非ニュートン流体の応用

非ニュートン流体力学は、化学繊維産業、プラスチック産業、石油産業、化学産業、軽工業、食品産業などの分野で広く使用されています。

0 1 食品加工

非ニュートン流体は、食品の味や食感を改善するために増粘剤や乳化剤などとして使用されます。