为什么彩条牙膏的颜色不会混合_为什么彩条牙膏的颜色不会混合？

为什么彩条牙膏的颜色不会混合_为什么彩条牙膏的颜色不会混合？最近引发大家的关注，相信大家都想知道这件事会有怎么样的发展？下面就让小编为大家介绍一下，一起来看看吧。

为什么彩条牙膏的颜色不会混合？

每天刷牙的时候，你可曾想过彩条牙膏的彩色条纹是如何形成的？为什么这些不同颜色的彩条在牙膏管中不会相互混淆？

实际上，现今的彩条牙膏在管中的形态与其挤出后的形态相差无几。你可以尝试切开一支看看。切开后的牙膏会呈现出如下的形状：

如果你将彩条牙膏冷冻后再将其包装切开，你会看到如下的景象：

那么，彩条牙膏究竟是如何制造的呢？

在生产线上，机器将不同颜色的彩条分别装入一个带有分隔板的管道中，不同颜色的彩条由分隔板隔开。接下来就像制作冰淇淋一样，机器将所有的彩条一同打入牙膏管。

那么问题来了，为何不同颜色的彩条在牙膏中不会混合在一起，尤其是经过多次挤压之后？

这个问题的答案需要分为两个方面来探讨：牙膏处于静止状态和挤压牙膏的过程。

首先，当牙膏处于静止状态时，彩条不发生颜色混合的原因主要有两个：牙膏的流体物理学特性和彩条使用的色素。

牙膏是一种宾汉流体（Bingham plastic），属于非牛顿流体。除牙膏外，血液、酸奶和蛋黄酱也属于宾汉流体。

宾汉流体的一大特性是，在未受到压力（例如未被挤压）的情况下，它可以像固体一样基本不流动。只有当受到一定力度的压力后，宾汉流体才会开始流动。

因此，当牙膏未被挤压时，彩条能够保持相对稠密的状态，更接近于不易流动的固体，因此在牙膏管中各彩条之间互不影响。

其次，通常情况下，不同颜色的染料会发生渗色现象。为了防止彩条之间的渗色，彩条牙膏的生产商通常会使用聚乙烯包裹染料，使其保持稳定。

以上就是静止状态下牙膏彩条不会混合的两大原因。

至于挤压牙膏的过程中，为何不同颜色的彩条不会混合呢？

正如前面提到的，牙膏是一种宾汉流体。当你挤压牙膏时，彩条就会流动起来，变得更像液体而不像固体，这样才能从牙膏管中流出。

在牙膏流动过程中，它必须遵循一个令人恐怖的流体力学定律——雷诺数（Reynolds number）。

关于雷诺数的计算公式，此处就不详细介绍了，毕竟我们不需要为此考试。公式的意思是，流体的粘度（viscosity）越大，其雷诺数就越小；相反，粘度越小，雷诺数就越大。

粘度较低（左）和粘度较高（右）的液体

那么雷诺数高或低会带来怎样的影响呢？

雷诺数决定了流体的流动方式。

具体而言，如果雷诺数低于2100，流体会以这种方式流动：

这种流动称为层流（laminar flow），层流的流体呈平行移动，不会相互混合。

如果雷诺数高于4000，流体会以这种方式流动：

这种流动被称为湍流（turbulent flow），从图片中可以看出，湍流的流体相互混合。

下面是层流的例子（上方两个）和湍流的例子（下方两个）

对于牙膏而言，其粘度非常高，因此其流动只能是层流。挤压牙膏时，边缘处的彩条和中间的白条并行流出，因此挤压出来的牙膏彩条也不会混合在一起。

当然，当牙膏与粘度较小的水混合后，雷诺数会急剧上升，导致彩条的颜色混合在一起。

最后，由于不同颜色的彩条具有相同的流速（即它们的流变学性质相同），因此可以确保在挤压到最后时，任何一种彩条都不会先被挤完。

然而，当彩条牙膏首次出现时，并不是现在这种样式。

历史上最早的彩条牙膏管设计与现在的彩条牙膏有很大不同。

最早的彩条牙膏管中，彩条分别放置在牙膏管的不同位置。该设计在1955年由一位名叫Leonard Lawrence Marraffino的美国人提出。起初Marraffino想要设计一种带有斑点的牙膏，却不小心设计出了彩条牙膏。

在这种早期的彩条牙膏中，两种不同颜色的彩条并没有预先组合好再打入牙膏管。

事实上，红色的彩条被放置在靠近牙膏管开口的地方。白色的彩条较多，被放置在较后面的位置。牙膏管内部向前延伸了一段，这段区域上有一些狭窄的缝隙，红色彩条就是从这些缝隙中流出来的，然后与白色彩条相融合。

那么如何确保在挤压到最后仍然有两色彩条呢？

这是因为在这类牙膏中，红色彩条和白色彩条的粘度不同，红色彩条的粘度较小，因此流动性较好，流动速度较快。而白色彩条的粘度较大，流动速度较慢。

这两种不同粘度的彩条结合后，可以确保直至最后一滴，挤出的牙膏都包含两种颜色。

然而，这种设计的销售业绩不佳，最终被现今更为简单的彩条牙膏设计所取代。

来源：“把科学带回家”

编辑：重光

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