ELS REIS VISCOELÀSTICS

La segona de les joguines científiques que els Reis m’han portat aquest any és una plastelina. Amb e, tal com surt a la tapa de la capsa. Les masilles de moldejar es solen denominar plastilina, però també plastelina, plasticina i pastelina.

El primer dels productes d’aquesta gamma que es va comercialitzar té més de cent anys. El 1880 un farmacèutic alemany de Múnic, Franz Kolb, va inventar una masilla que no s’assecava tan fàcilment com l’argila. Estava composta principalment de sals de calci, vaselina i àcid esteàric, i el seu ús era per a modelatge i escultura. N’hi va dir plastilina, i des de 1889 la coneguda casa Faber-Castell la va comercialitzar amb el nom de plasticina.

Molts anys després, l’aparició de compostos orgànics de silici va permetre fer masilles aparentment similars, però amb algunes propietats notablement diferents. La Silly Putty va ser comercialitzada per Crayola, i té una composició basada majoritariament en el polidimetilsiloxà (un polímer derivat del silici i no del carboni), amb partícules de quars, un oli vegetal, glicerina i diòxid de titani. A partir d’aquesta composició base n’han sortit diferents marques, i entre elles la que els Reis em van portar: la Thinking Putty, que aquí es diu Inteligente plastelina. Sembla que les plastilines basades en siloxà es van inventar per accident, quan una empresa dels Estats Units intentava trobar polímers no derivats del petroli per a fer cautxú. El producte que van obtenir a partir de la polimerització del dimetilsiloxà amb àcid bòric tenia propietats adhesives, elàstiques, i plàstiques. No era apte com a substitut del cautxú natural, però se li van trobar altres aplicacions. Actualment es fabrica de diferents dureses i elasticitats, segons els usos, que van des de les joguines infantils fins a adhesius per a càpsules espacials.

La característica més sorprenent de la joguina és que a la mateixa temperatura és plàstic, elàstic i fràgil. Plàstic, perquè se’l pot moldejar amb les mans fàcilment; és també elàstic, perquè quan es fa una bola de producte i es tira a terra bota notablement sense deformar-se; i fràgil, perquè quan se’l sotmet a una estirada molt brusca es desgarra com si fos un paper. Fins i tot quan se’l colpeja bruscament amb un martell es trenca com si fos de ceràmica (però aquest experiment encara no m’ha sortit…).

L’explicació del per què d’aquest comportament és complexa, perquè el mateix comportament del producte és complex. Jo uso una analogia per explicar-ho. Imaginem un rotlle de paper higiènic enrollat i penjat en posició normal, en què pot girar per l’eix del cilindre. Si estirem el paper amb suavitat el rotlle es va desenrotllant paulatinament. Però si estirem sobtadament la punta del rotlle de paper, es trenca i ens queda a la mà un tros de paper, però el rotlle no es desenrotlla. En aquest cas l’explicació rau en què per fer girar el rotlle li hem de comunicar una força tangencial per tal de vèncer el moment d’inèrcia del rotlle. Però si apliquem molta força sobtadament, abans de que es posi a girar el rotlle en conjunt el paper ja s’ha estripat: l’alta acceleració angular que li volem donar al rotlle requereix una força tal que és superior a la resistència del paper.
Doncs una cosa anàloga passa en els fluids com aquestes plastilines. Quan es deixa una bola de material durant un període de temps llarg, de força minuts, la bola mostra el seu comportament plàstic i es deforma i es va allargassant per la taula, com mostren les fotos. Però si la bola es llença sobtadament a terra, la força de l’impacte “no té temps” de transmetre’s a la resta de la massa per deformar-la tota, i es manifesta un comportament elàstic.

El mateix fenomen es dóna quan s’allargassa el material suaument. Es pot arribar a estirar en fils finíssims, i flueix pel seu propi pes quan el diàmetre de la secció és prou petit. Però si se li aplica una força molt sobtada i el material no té un gruix excessiu, s’arriba a estripar de cop, com si fos una goma elàstica.

El comportament de certs fluids pot arribar a ser molt complex. En aquest cas, en que el material presenta característiques de fluid viscós i de sòlid elàstic, es diu que és un fluid viscoelàstic. Com certs coixins de certs poliuretans, que s’adapten a la forma del cap –comportament viscós- fins arribar a una certa posició, en què ja no s’enfonsen més i es comporten com a sòlid elàstic. No és exactament el mateix comportament, però el terme per definir-lo és el mateix en ambdós casos.

La marca Inteligente plastelina ven aquest producte amb diferents propietats afegides: n’hi ha de diferents colors, de fluorescent, de fotocròmic, de magnètic… Afirmen que la seva manipulació ajuda a combatre l’estrès, i que afavoreix la comunicació entre persones. A mi, efectivament, m’ha servit per redactar una entrada al bloc, que espero que algú llegeixi.

Més informació: www.plastelina.es.