Ciencia

Viscosidad compleja

Números complejos
Un número complejo, es una entidad matemática que
viene dada por un par de números reales, el primero x se
denomina la parte real y al segundo y la parte imaginaria.
Los números complejos se representan por un par de
números entre paréntesis (x, y), como los puntos del
plano, o bien, en la forma usual de x±iy, i se denomina la
unidad imaginaria,esto es la raíz cuadrada de -1.

Concepto de esfuerzo
El esfuerzo es la
manifestación de la
respuesta interna de un
material cuando se le aplica
un estimulo mecánico
externo.

Concepto de deformación
deformación elástica v.s. deformación plástica

Reología
La reología es la ciencia que estudia el flujo y la deformación
de la materia. La naturaleza reológica de la materia dependede su estructura (electrónica, atómica, molecular,
microscópica y macroscópica).

La importancia de realizar un estudio reológico a un material
en específico, se fundamenta en la premisa de establecer una
relación entre su estructura y sus propiedades mecánicas, a
fin de entender su comportamiento y llegar a establecer una
aplicación potencial.

De acuerdo a la definición antes referida,el flujo debe
interpretarse como una deformación que se presenta de
manera creciente ante la acción de una fuerza externa
constante, la cual produce esfuerzos cortantes en el material.

La importancia de interpretar el flujo como una deformación
se sustenta en que puede separarse o deconvolucionarse en
dos elementos de estudio: una deformación elástica y una
deformación plástica o viscosa.De hecho, las propiedades reológicas de los
polímeros son la elasticidad y la viscosidad. El
estudio de la deformación elástica se relaciona con
el módulo elástico (elasticidad), el cual puede ser
de tipo energético o entrópico, siendo este último
el de mayor importancia en los materiales
poliméricos; por otra parte, el estudio de la
deformación plástica se relaciona con la viscosidad.La elasticidad es una propiedad inherente a la materia, la cual
se manifiesta macroscópicamente al aplicarle una fuerza
externa. Dependiendo de su estructura, la cual puede ser
cristalina, amorfa o semicristalina, el material en cuestión
modifica su energía interna y/o su entropía, lo cual se
manifiesta macroscópicamente como una deformación.
Cuando la fuerza externa es retirada, laenergía interna, o bien
la entropía, vuelven a sus magnitudes originales y, por ende,
la deformación producida se reduce a cero.

Por otra parte, en lo referente a la deformación plástica o
viscosa, una definición de la viscosidad que permite visualizar
el fenómeno en base a la estructura del material estudiado es
la siguiente: la viscosidad es una medida relativa de todas las
fuerzas que seoponen al flujo.

Partiendo del análisis de las fuerzas presentes en la naturaleza
(electromagnética, gravitacional, nuclear débil y nuclear
fuerte), las que predominan y tienen efecto en el estudio de la
viscosidad son las fuerzas de naturaleza eléctrica.

Concepto molecular de la viscosidad

Viscoelasticidad
El comportamiento viscoelástico, en comparación con el
newtoniano yno-newtoniano, resulta ser más complejo
ya que está asociado al comportamiento reológico de
materiales poliméricos con apariencia más de tipo sólido
que líquido, y puede interpretarse como la convolución
de los comportamientos líquido viscoso puro (ley de
Newton) y sólido elástico ideal (ley de Hooke).

  G

  

ley de Hooke

ley de Newton

Para el caso de los polímeros, estecomportamiento es producto de
la compleja morfología y estructura semicristalina que
predomina en la mayoría de estos materiales.

a–c, Schematics of the microstructure of a semicrystalline polymer film, for example P3HT (a), disordered
aggregates (b) and a completely amorphous film (c). Note the coexistence of ordered (darker shadowed areas)
and spaghetti-like amorphous regions. This...