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影片標題柔中帶剛-剪切增稠流體 影片說明 科普實驗影片。 觀看次數:888 滿意度調查 讚 0 收藏 檢舉 下載影片後設資料 × 本影片完整講稿柔中帶剛-剪切增稠流體 受到外力作用時 流體的黏稠度 可能會發生變化 依照這個特性的不同 我們可將流體分為 線性流體以及非線性流體 非線性流體又分為 受力會變稀以及受力會變黏稠兩種 我們今天要介紹的是 受力會變黏稠這一種 一般稱它為剪切增稠流體STF 是什麼原因讓他在受外力時 會變黏稠呢 剪切增稠流體通常是 剛性固體微粒混合適當液體 所形成的懸浮液 固體微粒在懸浮液中 必須佔據夠大的容積百分比 未受外力時 微粒隨機分布在懸浮液中 受輕微外力時 微粒團聚成類似石墨的層狀結構 層間容易滑動 故黏稠度下降 受強大外力時 微粒團聚成許多剛性的圍區 彼此互相阻擋 不易流動 故黏稠度遽增 Oobleck是一種便宜又容易製作的 剪切增稠流體 所需的材料只有水和玉米粉 先來試試低濃度 結果太稀了 施力時感受不到剪切增稠的效果 加大濃度試試 一次直接加多一點 結果還沒化開的粉 結成一大團 看起來是有機會的 這是現在的比例 可以發現慢慢攪動時 玉米糊有很好的流動性 將筷子慢慢插入提起 也不會受到阻礙 但如果急速抽起筷子 玉米糊連筷子會整個被帶離桌面 用手慢慢去抓玉米糊 什麼也撈不到 但如果瞬間用力一抓 則可以抓起一大團 我們來看看慢動作 再把玉米糊濃度加大一點 用力戳會遇到很大的阻力 玉米糊也不太沾手 若把速度放慢 則不會受到阻礙 我們一樣來看看慢動作 接下來是練輕功的時間 話說只要願意 人人都可以練功夫 就算是這麼小的孩子 只要準備一盆玉米糊 也可以練成水上漂 不過練輕功的時候可不能偷懶 只要一停下來 就會沉到水底下 濃度進一步加大時 將燒杯倒立 杯中玉米糊的重力 就會使它結成團 很難流出來 而且越甩越難流動 而落到桌面的 則在短時間內就恢復流動性 抓一團玉米糊放在手心 可以把它搓成乾乾硬硬的一球 用力一點 甚至可以把它捏碎 但只要一停手 馬上又化為流動的糊狀物 接下來是實彈射擊課 我們以3號夾鏈袋 填充不同材料作為標靶 以電動BB槍射擊 裝水的袋子 或是裝玉米粉的袋子 都是一槍直接貫穿 而裝玉米糊的袋子 則只有在彈著面有一個彈孔 另外一面毫髮無損 剪切增稠流體在實際生活中 有什麼應用價值呢 目前較常見的是 拿它來增強護具的防護力 其中一種應用 是防彈衣的改良 這是傳統防彈衣的材質 Kevlar 它是一種人工合成的聚醯胺 說起來也算是尼龍家族的一員 由於分子之間 可以形成整齊緻密的氫鍵 材料的強度非常高 然而以Kevlar作為防彈衣的材料 會有兩個問題 第一個只要是布料 就擋不住尖錐的攻擊 因為尖錐會從隙縫中的纖維滑進去 第二個問題 為了有足夠的防護力 防彈衣是由許多Kevlar布料交疊而成 結果是又厚又重又硬 如果我們能找到一種 在人體活動的情形下保持柔軟 而中彈或遭尖錐攻擊時 會變硬的剪接增稠流體 將它與Kevlar布結合成複合材料 就可以解決這兩個問題 美國Delaware大學複合材料中心 已經成功開發出這種STF 所用的材料是 奈米級的二氧化矽 以及乙二醇或聚乙二醇 Kevlar布經處理後 依照圖中的架設方法 以實彈測試 標靶後方的黏土 用來測量彈頭穿透的深度 八成Kevlar布測試結果 未經處理的Kevlar布被彈頭貫穿 經STF處理的Kevlar則只有變形 未被貫穿 後方黏土僅輕微凹陷 以尖錐測試 也有類似的結果 未經處理的Kevlar布 直接被刺穿 經STF 處理的kevlar布 則能輕易打下尖錐 這就是傳說中的 liquid armor 一般把他譯做液態裝甲 或是液態防彈衣 事實上它並不是液體 只是用剪切增稠流體 處理過的做成的防彈衣 這種柔中帶剛的新式複合防彈材料 具有兩個重大意義 一是防彈衣變輕薄 人人體力複合得以減輕 二是防彈衣變柔軟 連關節都可以保護起來 而不妨礙行動力 STF 不只是應用在防彈衣上 也可應用在運動護具 d3o是一家專做STF護墊的廠商 產品應用於護膝護肘 球鞋 帽子等 如果想要對STF了解更多 請上youtube查詢 並請參閱化學學科中心 99年作品及文章 現代護具中的化學 閱讀完整講稿 關於 分享 製作者 化學學科中心 類型 影片 製作年份 2014 關鍵字 / 詞 化學,化學學科中心,外力,受力,線性流體,非線性流體 授權方式 有著作權,侵害必究 分享至facebook 分享至instagram 分享至line 分享至twitter 分享至plurk 分享至社群 本篇影片資源網址 上一則 下一則 回列表頁 × 檢舉原因: × 影音檔案播放路徑 mpd 播放路徑1 m3u8 播放路徑2 會員專屬功能 × 請先登入會員,方能使用該功能 登入愛學網簡單快速,愛學網提供豐富教學影片資源,會員登入後有課程地圖、虛擬教室、收藏教學影片、下載教學影片、下載教學手冊...等,提供老師及學生更多更完整的教學功能。
影片標題柔中帶剛-剪切增稠流體 影片說明 科普實驗影片。 觀看次數:888 滿意度調查 讚 0 收藏 檢舉 下載影片後設資料 × 本影片完整講稿柔中帶剛-剪切增稠流體 受到外力作用時 流體的黏稠度 可能會發生變化 依照這個特性的不同 我們可將流體分為 線性流體以及非線性流體 非線性流體又分為 受力會變稀以及受力會變黏稠兩種 我們今天要介紹的是 受力會變黏稠這一種 一般稱它為剪切增稠流體STF 是什麼原因讓他在受外力時 會變黏稠呢 剪切增稠流體通常是 剛性固體微粒混合適當液體 所形成的懸浮液 固體微粒在懸浮液中 必須佔據夠大的容積百分比 未受外力時 微粒隨機分布在懸浮液中 受輕微外力時 微粒團聚成類似石墨的層狀結構 層間容易滑動 故黏稠度下降 受強大外力時 微粒團聚成許多剛性的圍區 彼此互相阻擋 不易流動 故黏稠度遽增 Oobleck是一種便宜又容易製作的 剪切增稠流體 所需的材料只有水和玉米粉 先來試試低濃度 結果太稀了 施力時感受不到剪切增稠的效果 加大濃度試試 一次直接加多一點 結果還沒化開的粉 結成一大團 看起來是有機會的 這是現在的比例 可以發現慢慢攪動時 玉米糊有很好的流動性 將筷子慢慢插入提起 也不會受到阻礙 但如果急速抽起筷子 玉米糊連筷子會整個被帶離桌面 用手慢慢去抓玉米糊 什麼也撈不到 但如果瞬間用力一抓 則可以抓起一大團 我們來看看慢動作 再把玉米糊濃度加大一點 用力戳會遇到很大的阻力 玉米糊也不太沾手 若把速度放慢 則不會受到阻礙 我們一樣來看看慢動作 接下來是練輕功的時間 話說只要願意 人人都可以練功夫 就算是這麼小的孩子 只要準備一盆玉米糊 也可以練成水上漂 不過練輕功的時候可不能偷懶 只要一停下來 就會沉到水底下 濃度進一步加大時 將燒杯倒立 杯中玉米糊的重力 就會使它結成團 很難流出來 而且越甩越難流動 而落到桌面的 則在短時間內就恢復流動性 抓一團玉米糊放在手心 可以把它搓成乾乾硬硬的一球 用力一點 甚至可以把它捏碎 但只要一停手 馬上又化為流動的糊狀物 接下來是實彈射擊課 我們以3號夾鏈袋 填充不同材料作為標靶 以電動BB槍射擊 裝水的袋子 或是裝玉米粉的袋子 都是一槍直接貫穿 而裝玉米糊的袋子 則只有在彈著面有一個彈孔 另外一面毫髮無損 剪切增稠流體在實際生活中 有什麼應用價值呢 目前較常見的是 拿它來增強護具的防護力 其中一種應用 是防彈衣的改良 這是傳統防彈衣的材質 Kevlar 它是一種人工合成的聚醯胺 說起來也算是尼龍家族的一員 由於分子之間 可以形成整齊緻密的氫鍵 材料的強度非常高 然而以Kevlar作為防彈衣的材料 會有兩個問題 第一個只要是布料 就擋不住尖錐的攻擊 因為尖錐會從隙縫中的纖維滑進去 第二個問題 為了有足夠的防護力 防彈衣是由許多Kevlar布料交疊而成 結果是又厚又重又硬 如果我們能找到一種 在人體活動的情形下保持柔軟 而中彈或遭尖錐攻擊時 會變硬的剪接增稠流體 將它與Kevlar布結合成複合材料 就可以解決這兩個問題 美國Delaware大學複合材料中心 已經成功開發出這種STF 所用的材料是 奈米級的二氧化矽 以及乙二醇或聚乙二醇 Kevlar布經處理後 依照圖中的架設方法 以實彈測試 標靶後方的黏土 用來測量彈頭穿透的深度 八成Kevlar布測試結果 未經處理的Kevlar布被彈頭貫穿 經STF處理的Kevlar則只有變形 未被貫穿 後方黏土僅輕微凹陷 以尖錐測試 也有類似的結果 未經處理的Kevlar布 直接被刺穿 經STF 處理的kevlar布 則能輕易打下尖錐 這就是傳說中的 liquid armor 一般把他譯做液態裝甲 或是液態防彈衣 事實上它並不是液體 只是用剪切增稠流體 處理過的做成的防彈衣 這種柔中帶剛的新式複合防彈材料 具有兩個重大意義 一是防彈衣變輕薄 人人體力複合得以減輕 二是防彈衣變柔軟 連關節都可以保護起來 而不妨礙行動力 STF 不只是應用在防彈衣上 也可應用在運動護具 d3o是一家專做STF護墊的廠商 產品應用於護膝護肘 球鞋 帽子等 如果想要對STF了解更多 請上youtube查詢 並請參閱化學學科中心 99年作品及文章 現代護具中的化學 閱讀完整講稿 關於 分享 製作者 化學學科中心 類型 影片 製作年份 2014 關鍵字 / 詞 化學,化學學科中心,外力,受力,線性流體,非線性流體 授權方式 有著作權,侵害必究 分享至facebook 分享至instagram 分享至line 分享至twitter 分享至plurk 分享至社群 本篇影片資源網址 上一則 下一則 回列表頁