Le mastic idiot (ou mastic scientifique, comme on l’appelle parfois) est un matériau étrange. Étirez-le lentement et il se déforme joyeusement, et peut être moulé très facilement. Cependant, séparez-le avec suffisamment de force et il se nettoiera en deux. Il coule imperceptiblement lentement, comme s’il s’agissait d’un liquide épais, mais lorsqu’il est enroulé en boule, il rebondit s’il est jeté sur une surface dure. Un examen plus approfondi des produits chimiques qui composent le mastic idiot peut nous aider à expliquer ce comportement étrange.
Un certain nombre d’ingrédients entrent dans la fabrication du mastic idiot: en poids, 65% de celui-ci est un composé appelé polydiméthylsiloxane, mais des agents colorants sont également inclus pour donner la large gamme de couleurs dans laquelle le mastic entre. C’est le polydiméthylsiloxane (PDMS en abrégé) qui contribue largement aux propriétés étranges du mastic idiot.
Le PDMS est un type de silicone, un groupe de polymères défini par le fait qu’ils contiennent tous des unités Si-O-Si comme base de leur structure polymère. Les polymères de silicone sont, bien sûr, plus connus pour leur utilisation dans les implants mammaires – et ne doivent pas être confondus avec l’élément silicium en lui-même, ce qui serait beaucoup plus inconfortable!
Les propriétés des PDMS sont en partie responsables des propriétés de silly putty. C’est ce qu’on appelle un solide viscoélastique. Cela signifie essentiellement qu’il est capable de s’écouler comme un liquide dans certains cas, mais se comporte comme un solide élastique dans d’autres. Les chaînes polymères sont assez flexibles et, lorsqu’elles sont particulièrement longues, comme dans le cas d’un mastic idiot, elles peuvent s’enchevêtrer les unes autour des autres. C’est ce qui cause la viscoélasticité du PDMS.
Cependant, la viscoélasticité des PDMS à elle seule ne suffit pas à expliquer les bizarreries de silly putty. Un autre ingrédient du mélange, l’acide borique, apporte également une contribution décisive. Les chaînes PDMS dans silly putty se terminent par des groupes OH. L’acide borique peut réagir avec ceux-ci pour former des liaisons transitoires médiées par le bore entre différentes chaînes polymères. Ces « réticulations » aident à maintenir le mastic ensemble et contribuent également à ses propriétés.
Lorsque le mastic est moulé lentement, les réticulations ont le temps de se briser et de se reformer en différents points des chaînes polymères. Cela signifie que nous pouvons voir l’écoulement visqueux du mastic. Cependant, lorsque le mastic est tiré avec une force appropriée, les réticulations n’ont pas le temps de se briser et de se reformer, de sorte qu’un comportement élastique est observé. Avec une force appropriée exercée, le mastic peut même être brisé.
En plus de son attrait évident pour la seule valeur de divertissement, silly putty a en fait trouvé des utilisations sérieuses. Il a été utilisé pour sécuriser les outils lors de certaines missions spatiales Apollo, en raison de ses caractéristiques adhésives douces, et il a également été utilisé dans certaines techniques de thérapie pour les patients se remettant d’une blessure aux mains.
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