human
Que se passe-t-il lorsque vous pliez quelque chose (au niveau moléculaire) ? Pourquoi se plisse-t-il ou se remet-il lentement en place ? Peut-être pas nécessairement au niveau moléculaire ; Je ne sais pas vraiment comment poser cette question. Explique comme si j'avais cinq ans.
gpt
Cela s'est avéré beaucoup plus long que je ne le pensais. Pour un * * TL;DR , lisez simplement le premier et le dernier paragraphes . * * Aussi je suis sûr que les scientifiques des matériaux ici vont me déchirer. Parlons d'abord des contraintes de traction et de compression. Traction signifie tension : étirement. Si vous attrapez un élastique et que vous l'étirez, c'est une contrainte de traction. Compressif signifie compression, comme lorsque vous écrasez une balle de Play-Doh avec vos poings. Lorsque vous pliez quelque chose, un côté du pli s'étire et l'autre se comprime. Il peut être difficile de le voir avec du papier, mais c'est facile de le voir avec quelque chose de plus épais, par exemple vous. Si vous essayez de toucher vos orteils, vous remarquerez que pendant que votre estomac se comprime, votre dos s'étire. La même chose arrive à quelque chose quand vous pliez quelque chose. Différents matériaux réagissent très différemment aux contraintes de traction et de compression. C'est pourquoi vous pouvez facilement plier du papier, mais vous ne pouvez pas plier une assiette en céramique. Voyons pourquoi vous ne pouvez pas plier une assiette en céramique. Nous avons déjà parlé d'atomes, et comme toute autre chose, la céramique est faite d'atomes. Les atomes en céramique sont dans un arrangement où chacun aime beaucoup ses voisins et ils ne seront pas très contents si l'un d'eux bouge. Sous une forte contrainte de traction, la distance entre les atomes peut augmenter d'une très petite quantité, mais pas beaucoup, du moins pas jusqu'à ce qu'une fissure se forme. Sous contrainte de compression, les atomes peuvent se rapprocher très légèrement, mais les atomes aiment leur espace et plus vous poussez fort, plus ils repousseront. C'est pourquoi la céramique et le béton sont très résistants à la compression. Et les métaux ? Le papier d'aluminium est assez facile à plier, n'est-ce pas ? En effet, les métaux sont à la fois ductiles (faciles à étirer) et malléables (faciles à écraser). ( Pour les enfants de 12 ans , on dit que les métaux « se déforment plastiquement » . ) La feuille d' aluminium , comme tout le reste , est également composée d' atomes , mais ces atomes sont maintenus ensemble par des liaisons métalliques au lieu des liaisons ioniques super fortes dans céramique. Les liaisons métalliques sont assez particulières car la colle électronique qui relie les atomes permet aux atomes métalliques de glisser les uns sur les autres, tout comme les billes dans la fosse à balles peuvent glisser les unes sur les autres. Ainsi, lorsque vous étirez quelque chose de métallique, les atomes restent ensemble en glissant les uns sur les autres et cela commence à s'amincir. ( Pour les enfants de 12 ans : la plupart des " métaux " que nous utilisons sont intentionnellement impurs , ce qui les rend moins ductiles , mais beaucoup plus résistants . De plus , à très basse température , les métaux passent de ductiles à cassants , mais c'est une autre histoire ) . L'inverse se produit lorsque vous le compressez. Parce que les atomes peuvent beaucoup glisser, les feuilles de métal sont faciles à plier. (Remarque : n'imaginez pas que les atomes du côté comprimé se déplacent jusqu'au côté étiré ; ils ne bougent pas * tant que * beaucoup.) Cela couvre les substances maintenues ensemble par des liaisons ioniques et métalliques. Qu'en est-il du papier et du plastique ? Les deux sont des polymères et les atomes sont principalement liés par des liaisons covalentes, qui sont en fait assez fortes, mais ici, il y a beaucoup plus à dire. Les molécules de polymère sont comme de très longues nouilles collantes, comme ce bol de spaghetti auquel j'ai oublié d'ajouter de l'huile. Si vous essayez de tirer dessus, les nouilles se sépareront les unes des autres et s'aligneront avant que les nouilles elles-mêmes ne s'étirent du tout. Puisqu'il est facile de séparer les nouilles, les plastiques ont tendance à être faciles à étirer. Ce n'est pas toujours une bonne chose, alors parfois les polymères sont réticulés, ce qui signifie que les nouilles sont jointes les unes aux autres à certains endroits. Cela rend l'étirement de tout le gâchis beaucoup plus difficile. ( Il y a aussi le problème de la cristallinité et de la transition vitreuse , qui sont tous deux très importants mais je vais passer sous silence . ) Les plastiques peuvent aussi se comprimer raisonnablement bien parce que lorsque vous les pressez , les nouilles se déplaceront bien dans l' espace vide ( jusqu'à un point ) . Alors dessinons cela ensemble . Le pliage consiste à s'étirer d'un côté et à écraser de l'autre. Les matériaux qui peuvent " se déformer plastiquement " ( s'étirer et s'écraser ) se plient également bien . Les métaux peuvent bien se déformer plastiquement à cause de leurs liaisons métalliques et plastiques et se déforment souvent bien à cause de la façon dont leurs molécules agissent. Les sels et les céramiques ne s'étirent pas bien car leurs atomes sont très étroitement liés. C'est pourquoi certaines choses sont plus faciles à plier que d'autres.