¿Qué tipo de materiales elásticos encontramos en la naturaleza?
Caucho natural:
El caucho natural es quizás el material elástico más conocido y utilizado. Se encuentra en la savia del látex de las especies Hevea y Ficus. Gum Para es otra variedad de goma natural que se obtiene del sabio árbol de Sudamérica. El uso más común de esta banda de caucho es el caucho vulcanizado, que se utiliza para crear neumáticos y otros productos.
Se pueden utilizar otros métodos de procesamiento para crear desde guantes de látex hasta suelas de zapatos y espuma de caucho.
Cartílago:
El material elástico natural con el que usted está más familiarizado es el cartílago, que se encuentra en la nariz y las orejas humanas, así como en los espacios entre los huesos. El cartílago reduce la fricción entre las articulaciones, permitiendo un movimiento indoloro si está completamente intacto. También ayuda a mantener la forma externa de las orejas y el puente de la nariz, que normalmente se doblan para el uso diario. Esto sería muy doloroso si no fuera por las propiedades elásticas inherentes a este tipo de cartílago, llamado cartílago elástico.
Grafeno:
El grafeno es el mejor elástico natural jamás encontrado en la naturaleza. El grafeno es una simple capa de grafito y, según el «e! Science News», los científicos creen que acabará sustituyendo a la silicona en la producción electrónica. Sólo se ha utilizado un átomo grueso en la electrónica debido a su capacidad de conducción. El uso de dispositivos de grafeno permitió que continuara siendo más delgado y más pequeño, a la vez que incluía más características, como lo demuestra el desarrollo de las células desde su introducción popular en 1983. El grafeno, una vez muy explotado, ofrece a ingenieros y científicos la posibilidad de desarrollar nanotecnologías más avanzadas utilizando la ingeniería basada en el estrés.
Nylon:
En este caso se trata de un polímero artificial, derivado del petróleo, perteneciente al grupo de las poliamidas. Su elasticidad es media, dependiendo de las adiciones durante su fabricación.
Licra:
Conocida como elastano o spandex, es una fibra sintética de gran resistencia y elasticidad, lo que la hace ideal para aplicaciones textiles e industriales.
Látex:
Se trata del material más elástico conocido, diferente en su composición química al caucho y otras gomas vegetales de origen similar. El látex está compuesto de grasas, ceras y resinas, extraídas y procesadas a partir de ciertas plantas angiospermas y ciertos hongos. Es ampliamente utilizado para guantes y condones.
Elastina:
Es una proteína del tejido conectivo animal que aporta densidad, fuerza y elasticidad, permitiendo su expansión y posterior recuperación de la forma anterior.
Caucho:
Es un polímero natural que se obtiene de la savia de algunos árboles. Es hidrófugo y resiste el paso de la electricidad. Se utiliza en juguetes y gomas elásticas.
Lana:
Es una fibra natural que se obtiene de mamíferos pertenecientes a la familia caprina, como ovejas y cabras, y también de camélidos e incluso conejos, a través de la cizalladura del animal. Con estas fibras, se contiene un tejido elástico e inflamable.
Goma de mascar:
Es un polímero de origen natural. Se extrae del árbol de Manilkara zapota y, de él, se obtiene el material con el que se fabrica el chicle y se utiliza también para producir barnices, adhesivos y plásticos. También actúa como aislante industrial.
Gelatina:
Es una mezcla semisólida que actúa como gel coloidal y se obtiene tras la ebullición del colágeno de los animales. Es elástica y reactiva al calor. Se diluye en agua caliente y se solidifica en frío. Es un alimento altamente nutritivo.
Goma de espuma de poliuretano (espuma de poliuretano):
La forma de plástico poroso que no existe en la naturaleza pero que tiene enormes aplicaciones industriales y comerciales para el hombre. Contiene sustancias cancerígenas de muy baja intensidad, tiene un origen similar al del poliéster.
El poliéster se denomina así toda una categoría de sustancias elásticas descubiertas en la naturaleza desde 1830, pero cultivadas artificialmente a partir del petróleo. Es ampliamente utilizado en diversas industrias, dada su alta resistencia a la humedad, agentes químicos y fuerzas mecánicas.
La Banda Neuromuscular Conocida como kinesiotaping, es un material compuesto por varias cintas de algodón equipadas con un adhesivo acrílico, capaz de estirar más del 100% de su tamaño original, y utilizado en el vendaje de heridas y lesiones.
Globos:
Fabricados con material flexible a base de caucho o plástico aluminizado, son envases flexibles que suelen estar llenos de aire, helio o agua y destinados a fines recreativos. También hay una variedad para usos médicos y de laboratorio.
Cuerdas:
Compuestas por un material flexible dispuesto en una banda homogénea, las cuerdas tensadas pueden vibrar libremente y reproducir ondas acústicas. Por lo tanto, se utilizan en instrumentos musicales como la guitarra o el violín.
Fibra de vidrio:
Obtenido por estiramiento del vidrio fundido, es un material compuesto de varios polímeros a base de silicio, que le dan flexibilidad. Es ampliamente utilizado como aislante y conductor, especialmente en el sector de las telecomunicaciones.
Plástico:
Bajo este nombre general se considera un enorme conjunto de materiales sintéticos obtenidos mediante la polimerización de carbono derivado de diferentes hidrocarburos, como el petróleo. Está dotado de una cierta elasticidad y flexibilidad ante el calor, por lo que es posible moldearlo de varias maneras. Después del enfriamiento, el margen de elasticidad disminuye.
Clasificación y aplicación de materiales elásticos
Elastómeros:
Los elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico. El término, que proviene del polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es el más adecuado para referirse a los materiales vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen para formar el polímero está generalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran a su temperatura de transición vítrea, por lo tanto esta considerable capacidad de deformación. A temperatura ambiente, los cauchos son relativamente suaves y deformables.
Se utilizan principalmente para sellos herméticos, adhesivos y piezas flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando lugar a aplicaciones anteriormente imposibles (como los neumáticos de los automóviles).
Termoplásticos:
Un termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o deformable, se funde cuando se calienta y se endurece en estado vidrioso cuando se enfría lo suficiente. La mayoría de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, que tienen cadenas asociadas a través de fuerzas débiles de Van der Waals (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlaces de hidrógeno, o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos se diferencian de los polímeros termoendurecibles en que cuando se calientan y moldean pueden sobrecalentarse y sobrecalentarse, mientras que en el caso de los termoendurecibles o endurecidos después del enfriamiento no cambian su forma ni se queman.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si son fundidas y moldeadas varias veces (historia térmica), estas propiedades usualmente disminuyen.
Termoestable:
Los plásticos termoendurecibles son polímeros insolubles e infusibles. La razón de este comportamiento es que las cadenas de estos materiales forman una red espacial tridimensional, entrelazada con fuertes enlaces covalentes. La estructura así formada asume el aspecto macroscópico de una sola molécula gigante, cuya forma está permanentemente fijada, ya que la movilidad de las cadenas y los grados de libertad de rotación en las conexiones son prácticamente nulos.
Características generales de los materiales elásticos
Los plásticos termoestables tienen algunas propiedades ventajosas en comparación con los termoplásticos. Por ejemplo, mejor resistencia al impacto, a los disolventes, a la permeabilidad de los gases y a las temperaturas extremas. Entre las desventajas se encuentran, en general, la dificultad de procesamiento, la necesidad de curado, la fragilidad del material (fragilidad) y la falta de refuerzo cuando se somete a esfuerzos.
Los termoestables, que se presentan en resina, pueden reforzarse con relativa facilidad con fibras, como la fibra de vidrio, por ejemplo, formando plásticos reforzados. También se pueden utilizar termoplásticos con esta técnica.
¿Qué es la elasticidad?
Es la capacidad de un objeto de extenderse más allá de su tamaño natural sin romperse, fracturarse o cortarse y volver a su forma original o, en su ausencia, los materiales que tienen la capacidad de recuperar sus dimensiones originales una vez terminada la fuerza mecánica. Cualquier material que tenga esta propiedad se conoce como elástico.
También se considera elástico para cualquier material hecho con estos elementos. Este tipo de producto se utiliza para la confección de prendas de vestir, electrónica, alimentación y material de oficina.
El comportamiento elástico se rige por la ley de Hooke, que relaciona el estrés con la deformación en un módulo de elasticidad.