Lo stucco sciocco (o stucco scientifico, come a volte viene indicato) è un materiale strano. Allungalo lentamente e si deforma felicemente e può essere modellato molto facilmente. Tuttavia, separalo con abbastanza forza e si romperà in due. Scorre impercettibilmente lentamente, come se fosse un liquido denso, ma quando arrotolato in una palla rimbalzerà se gettato su una superficie dura. Uno sguardo più attento alle sostanze chimiche che compongono silly putty può aiutarci a spiegare questo strano comportamento.
Un certo numero di ingredienti vanno a fare stucco sciocco: in peso, il 65% di esso è un composto chiamato polidimetilsilossano, ma coloranti sono inclusi anche per dare la vasta gamma di colori che il mastice viene in. È il polidimetilsilossano (PDMS in breve) che è un grande contributo alle strane proprietà del mastice sciocco, tuttavia.
Il PDMS è un tipo di silicone, un gruppo di polimeri definito dal fatto che tutti contengono unità Si-O-Si come base della loro struttura polimerica. I polimeri siliconici sono, naturalmente, più comunemente noti per il loro uso nelle protesi mammarie – e non devono essere scambiati per l’elemento silicio da solo, il che sarebbe molto più scomodo!
Le proprietà dei PDMS sono in parte responsabili delle proprietà di silly putty. È quello che è noto come un solido viscoelastico. Ciò significa fondamentalmente che è in grado di fluire come un liquido in alcuni casi, ma si comporta come un solido elastico in altri. Le catene polimeriche sono abbastanza flessibili e quando sono particolarmente lunghe, come nel caso del mastice sciocco, possono impigliarsi liberamente l’una intorno all’altra. Questo è ciò che causa la viscoelasticità del PDMS.
Tuttavia, la viscoelasticità del PDMS da sola non è sufficiente a spiegare le stranezze di silly putty. Un altro ingrediente del mix, l’acido borico, dà anche un contributo decisivo. Le catene PDMS in silly putty terminano in gruppi OH. L’acido borico può reagire con questi per formare legami transitori mediati dal boro tra diverse catene polimeriche. Questi “collegamenti incrociati” aiutano a tenere insieme il mastice e contribuiscono anche alle sue proprietà.
Quando il mastice viene modellato lentamente, i collegamenti incrociati hanno il tempo di rompersi e riformarsi in diversi punti delle catene polimeriche. Ciò significa che siamo in grado di vedere il flusso viscoso del mastice. Tuttavia, quando il mastice viene tirato con forza adeguata, i collegamenti incrociati non hanno il tempo di rompersi e riformarsi, quindi si vede un comportamento elastico. Con una forza adeguata esercitata, il mastice può persino essere frantumato.
Così come è ovvio appello per il valore di intrattenimento da solo, silly putty ha effettivamente trovato alcuni usi seri. È stato usato per aiutare a proteggere gli strumenti durante alcune delle missioni spaziali Apollo, grazie alle sue caratteristiche adesive lievi, e ha anche trovato uso in alcune tecniche di terapia per i pazienti che si riprendono da un infortunio alle mani.
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