Por Grahame Turner Actualizado el 24 de marzo de 2022
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Muchos materiales naturales se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían, pero una banda elástica hace lo contrario. Cuando le soplas un secador de pelo, la banda se acorta y cuando la colocas en el congelador, se estira.
El caucho es un polímero reticulado cuyas cadenas están entrelazadas como un ovillo de hilo. En estado sólido, las cadenas están atascadas en una configuración de bobina aleatoria. La temperatura cambia la energía cinética de las cadenas:el calor aumenta su vibración, mientras que el frío la ralentiza.
En condiciones ambientales, las cadenas enredadas resisten la extensión. Cuando tiras de una banda elástica, las cadenas se enderezan y almacenan energía elástica. Cuando lo sueltas, las cadenas vuelven a colapsar en su estado enrollado y la banda vuelve a su longitud original.
Calentar la banda “desenrolla” la estructura de la bobina. El mayor movimiento permite que las cadenas se alineen más linealmente, reduciendo el volumen que ocupan. Como resultado, la banda se encoge, aunque las moléculas de polímero individuales todavía se mueven más rápido. Este efecto contrario a la intuición está bien documentado en la investigación de la física de polímeros.
El enfriamiento invierte el proceso. Las cadenas se vuelven más rígidas y se ven obligadas a adoptar una disposición de embalaje más ajustada y eficiente. Por lo tanto, la banda se alarga ligeramente y se vuelve más elástica, lo que facilita su estiramiento.
En resumen, la aparente contradicción entre el comportamiento del caucho y el de la mayoría de los materiales surge de la estructura entrelazada única de sus cadenas de polímeros y de cómo la temperatura altera su movimiento.
