Por Grahame Turner Atualizado em 24 de março de 2022

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O curioso comportamento da borracha

Muitos materiais naturais expandem quando aquecidos e contraem quando resfriados, mas um elástico faz o oposto. Quando você sopra um secador de cabelo, a faixa encurta e, quando você a coloca no freezer, ela estica.

Movimento molecular em polímeros

A borracha é um polímero reticulado cujas cadeias estão emaranhadas como um novelo de lã. No estado sólido, as correntes são presas juntas em uma configuração de bobina aleatória. A temperatura altera a energia cinética das correntes:o calor aumenta a sua vibração, enquanto o frio a desacelera.

Recuperação Elástica à Temperatura Ambiente

Em condições ambientais, as correntes emaranhadas resistem à extensão. Quando você puxa um elástico, as correntes se endireitam, armazenando energia elástica. Quando você a solta, as correntes voltam ao estado enrolado e a faixa volta ao seu comprimento original.

Contração induzida pelo calor

O aquecimento da banda “desenrola” a estrutura da bobina. O aumento do movimento permite que as cadeias se alinhem de forma mais linear, reduzindo o volume que ocupam. Como resultado, a banda encolhe, embora as moléculas individuais do polímero ainda se movam mais rapidamente. Este efeito contra-intuitivo está bem documentado na pesquisa em física de polímeros.

Expansão induzida pelo frio

O resfriamento inverte o processo. As correntes tornam-se mais rígidas e são forçadas a um arranjo de empacotamento mais apertado e eficiente. A faixa, portanto, alonga-se ligeiramente e torna-se mais elástica, facilitando o estiramento.

Em resumo, a aparente contradição entre o comportamento da borracha e o da maioria dos materiais decorre da estrutura emaranhada única das suas cadeias poliméricas e de como a temperatura altera o seu movimento.