何謂軟物質、複雜流體或非牛頓流體? (What Is Soft Matter, Complex Fluid, or Non-Newtonian Fluid?)

何謂軟物質 (soft matter)? 軟物質亦可被稱為複雜流體 (complex fluid) 或非牛頓流體 (non-Newtonian fluid)，這表示軟物質是兩相物質，也具備非牛頓流體的特性。故軟物質 = 複雜流體 = 非牛頓流體，它們是同義詞。

軟物質可大致分成四大類 (Fig. 1)。

第一、高分子

第二、膠體粒子

第三、液晶

第四、介面活性劑

基本上，上述四種材料已可組成學術上或工業上具有重要性的複雜流體，換句話說，唯有深入了解個別材料的基本物理性質，方能對多成份的真實流體有所想法。

有兩個特色對於軟物質來說是共同擁有的，第一個特色是，軟物質受到微小的外力時，容易呈現很巨大的變化，而且往往是非線性的。舉例來說，於高剪切速率下，高分子溶液的黏度可下降 1,000 倍或更多。此外，於有限的應變下，高分子的響應將由線性黏彈性變成非線性黏彈性，這就好比超過一定形變程度後，線性的虎克彈簧定律將會失效。第二個特色是，軟物質受流場的擾動產生形變後，它們需要花費非常長的時間，才能從非平衡狀態回復到平衡狀態。舉例而言，高分子的特徵鬆弛時間較小分子溶劑長得許多，前者約 10^-1 至 10⁴ 秒，後者則是遠小於 10^-9 秒，故實驗上能較輕易地觀察到軟物質緩慢且非平衡的動態過程，這是因為軟物質的運動往往是集體且互相影響的。 

Figure 1