ガムを噛むと実際にココナッツが開きます。柔らかさは硬さを克服できるというのは本当です！

監査専門家：ミャオ・グアンヤオ

凝縮系物理学博士

昨日、インターネットをサーフィンしていたら、ネットユーザーが実際にチューインガムを使ってココナッツの殻を割っているのを見ました。ココナッツミルク好きの私は、これまで何度もココナッツを買ってきましたが、そのたびにお店の人に頼んでココナッツの口を開けてもらうか、自分で潰していました。

こんなに硬いココナッツの殻が、柔らかいチューインガムで「割れる」なんて想像もつきませんよね？編集者が慎重に調査した結果、チューインガムを使ってココナッツの殻を割ることは実際に可能であることがわかりました。

出典: 百度百科事典

非ニュートン流体

「チューインガムでココナッツの殻が割れる」理由を説明する前に、まずは非ニュートン流体という特殊な物質について理解する必要があります。

物理学において、非ニュートン流体とは、ニュートンの粘性実験法則とせん断力とせん断ひずみ速度の非線形関係を満たさず、異なる応力条件下で固体または液体の特性を示す流体を指します。

ソース |新浪ニュース

非ニュートン流体には多くの種類があり、主に純粋に粘性のある非ニュートン流体と粘弾性のある非ニュートン流体に分けられます。このタイプの流体には、さまざまなポリマー溶液、泡溶液、懸濁液、生体液、ペーストなどが含まれます。たとえば、日常生活における卵白、チューインガム、血液などはすべて非ニュートン流体の特性を持っています。

日常生活におけるさまざまな小規模な実験で一般的に使用される非ニュートン流体は、通常、せん断増粘流体とせん断減粘流体という 2 種類の純粋に粘性のある非ニュートン流体です。前述のココナッツの殻に砕いたチューインガムもせん断増粘流体の一種です。詳しくお話ししましょう。

せん断増粘液、柔らかいが硬くない

せん断増粘とは、せん断速度またはせん断応力が一定の値まで増加すると、液体内に新しい構造が形成され、抵抗が増加し、結果として液体の見かけの粘度が増加し、体積が膨張する現象を指します。

一般的に、ずり粘稠流体は薄くて柔らかいように見えます。衝撃などの激しい刺激などの外部せん断力を受けると、流体内の分子間応力が増加し、外部的には粘度の増加と硬い質感として現れます。これは、より強い力に直面するとより強くなり、柔らかくても硬くならない、という状態としてよく知られています。

ソース |百度は知っている

ソース |インターネット

ソース | tumblr.com

チューインガムがココナッツの殻を破ることができる理由は、チューインガムに含まれるガムベースがこの種のずり増粘流体に属しているからです。チューインガムを軽く押すと、とても粘り気があって柔らかいと感じますが、素早く押すとチューインガムは瞬時に固まってしまいます。ココナッツを強く叩いたときの衝撃による反動力と相まって、わずか数分でココナッツの殻に穴が開いてしまうのも不思議ではありません。

ソース |来て！バラエティ番組「未来へ」のスクリーンショット

日常生活では、コーンスターチと水を混ぜて作られるウォータースターチのようなずり増粘流体も簡単に作ることができます。

スプーンでかき混ぜる場合、かき混ぜる速度が速くなるにつれて、かき混ぜるのが難しくなることがわかります。スプーンで水澱粉の表面を素早く力強く突くことはできません。でもスプーンを置くとゆっくり沈んでいきますよ〜

せん断増粘流体は、実用上幅広い用途に使用されています。科学研究の分野では、この液体の特性を利用して液体防弾チョッキが作られています。通常の繊維製防弾チョッキよりも着心地が良く、防弾効果も優れています。

せん断減粘性流体、硬くなる、柔らかくならない

せん断増粘流体とは対照的に、せん断減粘流体（せん断減粘）は、せん断ひずみ速度の増加に伴って粘度が減少する流体を指します。つまり、強い力にさらされると弱くなり、柔らかさではなく硬さを吸収します。

ソース |百度は知っている

一般的に、せん断力がない場合は粘性状態になります。急速な撹拌など、十分に大きなせん断力が加わると、流体内の分子鎖は互いに滑りやすくなり、流体は薄くなります。

例えば、私たちがよく使うケチャップもせん断減粘性流体です。空のケチャップボトルの底にはケチャップの層があることが多いですが、静かに逆さまにしても流れ出ることはありません。しかし、ボトルの底を叩いたり、ボトルを激しく振ったりすると、ケチャップが流れ出てしまいます。

ソース | soogif.com より

沼地もまたずり流動化流体です。沼に閉じ込められたときに素早くもがくと、沼が薄くなり、沈みの度合いが加速します。そのため、一部のサバイバルガイドには、沼に閉じ込められたら、必死に抵抗するのではなく、手足を伸ばすことで沈みを遅らせるようにと書かれていることがあります。野生の沼地で本当に危険に遭遇した場合は、激しく抵抗しないように注意してください。

噛んだガムが「魔法の力」を失う理由

「チューインガムがココナッツの殻を割る」という質問に戻りますが、噛んだガムであればココナッツの殻も割ることができるのでしょうか?

この質問はチューインガムの成分から始まります。チューインガムの主成分は砂糖とエステルガムマトリックスです。噛んだガムでは、糖分が人体に吸収され、糖分が減り、水分が増えるため、構造が変化し、非ニュートン流体としての性質が失われます。

噛んだガムは噛まないガムに比べてせん断増粘効果が乏しいため、当然「魔力」が失われ、ココナッツの殻を砕く効果も低下します。

ちなみに、この記事を読んで「ココナッツの殻をガムで砕く」という遊びをやってみたいという方がいらっしゃいましたら、編集者から2つの提案があります。まず、チューインガムをできれば大きめの円錐形につまみます。第二に、成功の確率が上がるように、それを叩くときは安定して、正確かつ容赦なく行う必要があります。そして最も重要な点は、ココナッツを割るときは必ず丈夫で信頼できる容器を使うことです。そうでないと、たとえ叩いて殻を割ることができたとしても、中のココナッツジュースがすべて流れ出てしまいます！