¿Qué sucede a nivel molecular cuando estira un objeto elástico (como una banda elástica)?

Para responder a su pregunta, tenemos que entender qué hace que el caucho sea “elástico” .

Si observa el nivel molecular, el caucho está hecho de cadenas de polímeros, unidas por enlaces químicos .


En estado relajado, las cadenas están enrolladas. Cuando se estira, las cadenas de polímero se extienden y actúan como pequeños resortes. Mientras el estiramiento no sea lo suficientemente fuerte como para romper los enlaces químicos, el caucho se relajará a su forma anterior después del estiramiento. Ese es el origen de la respuesta elástica del caucho estirado.

Además, a medida que el caucho se estira, las cadenas de polímero “se frotan” entre sí, disipando energía y calentando el caucho. Ese es el origen de la respuesta “viscosa” del caucho estirado: el caucho estirado disipará una parte de la sollicitación mecánica y generará calor.

Algunas otras cosas pueden suceder a nivel molecular:
– cuando se estira el caucho natural, se puede cristilizar parcialmente. En una banda de goma natural, puede ver el color cambiando de marrón claro a blanco. Esto se debe a la naturaleza molecular del caucho natural: es un polímero de isopreno cis puro. Cuando las cadenas se estiran, las cadenas extendidas interactúan juntas y se empaquetan fácilmente, según sus características regulares e idénticas. Esto crea pequeñas características cristalinas en el caucho, alterando sus propiedades.

– Si el estiramiento es más fuerte que los enlaces químicos más débiles, se romperán. Entonces, el caucho no regresará completamente en su forma anterior.

Creo que mirar el nivel molecular te dirá que quieres que quieras saber mejor. Tiene muchas moléculas largas en el caucho, que se enredan aleatoriamente en todas las direcciones diferentes. Imagine un grupo de cuerdas de su bolsillo. Cuando tiras de él, todas las moléculas comienzan a moverse y alinearse, como cuando tiras del hilo y la mayoría de las cuerdas ahora van en línea con el tirón. Sin embargo, debido a que están enredados, tienen conexiones con su posición original e intentan volver a ella, por lo tanto, la banda elástica retrocederá. Si hay demasiada fuerza, esas conexiones se rompen y la banda elástica se rompe.

¡Nada! Todo está sucediendo a nivel molecular. El ancho y grosor de la banda de goma se reduce y la longitud aumenta. Entonces simplemente estás deformando la forma del diseño de las moléculas.