¿Podemos romper moléculas con esfuerzo físico?

Seguro que puedes. Los enlaces covalentes (los enlaces entre los átomos en una molécula) solo tienen una fuerza finita. Tire de ellos lo suficientemente fuerte, y se separan. El truco es poder hacer algo a nuestra escala que se traduzca en tensión dentro de una molécula en lugar de simplemente separar las moléculas. Si está cortando un pastel o rasgando una hoja de papel, solo está forzando a las moléculas a separarse.

Pero echemos un vistazo a uno de los nuevos materiales milagrosos de nuestra era moderna: la silicona.

La silicona es ese material gomoso y antiadherente que se utiliza como espátulas, tapetes antiadherentes para hornear y ciertos juguetes reservados para adultos.

Esta es mi bandeja para hornear de silicona. Parte de lo que hace que la silicona sea tan notable es que es básicamente un líquido (aceite de silicona) que se ha reticulado covalentemente. Eso significa que cada molécula del líquido se ha unido a las demás para formar una red. Esta esterilla es esencialmente una molécula. La silicona es excelente para hornear porque se adhiere muy poco, pero si la usas para pizza …

… no uses el cortador de pizza mientras la pizza esté encima. No es muy dificil.

Por lo general, una cuchilla se mueve entre las moléculas, pero en este caso, la molécula es demasiado grande para salir del camino. Con suficiente fuerza, los enlaces se romperán y se romperán.

Un ejemplo más extremo es dyneema; Una fibra de alta resistencia utilizada en guantes resistentes al corte y líneas avanzadas de cometa. Se le advierte que cortar una cuerda de dyneema con tijeras las opacará muy rápidamente. Es algo duro. La razón es que está hecho de UHMWPE (Polietileno de peso molecular ultra alto). Estas son cadenas de hidrocarburos realmente largas. En la fibra, todos están alineados a lo largo de la fibra. Cortarlos requiere cortar las moléculas porque son demasiado grandes para moverse.

De hecho, tirar de cualquier cuerda hasta que se rompa a menudo implica romper los enlaces en las moléculas. Los polímeros en las fibras no siempre pueden deslizarse unos sobre otros para separarse, por lo que algunos de ellos se rompen. Lo que hace que las fibras como el dinema y el kevlar sean tan fuertes es que las moléculas se han alineado para que tenga que romperlas todas a la vez si desea cortar la hebra.

Si desea verlo a un nivel verdaderamente molecular, hay un hermoso video de una sola hebra de ADN que se hace un nudo usando unas pinzas ópticas en

Enfoque: un problema de ADN nudoso

No parece que lo dejen lo suficientemente apretado como para romperse, pero el ADN se romperá.

No pude ver un video sobre esto, pero pueden tomar una sola cadena de ADN y tirar de ambos extremos hasta que se rompa.

Las moléculas largas de ADN se pueden dividir por cizallamiento mecánico en solución.

No. Al romper los sólidos, primero rompemos la interacción intermolecular por ser más débiles que los enlaces químicos.