고분자 기초 - 고분자는 어떤 특성이 나타날까?

07. 점탄성

    2018-09-19 03:12

#탄성
#점성

[1] 점탄성 (viscoelastic)

살다 보면 가끔 자신도 모르는 새로운 모습을 발견하는 경우가 있죠.
이럴 때 자신을 “ 나는 이런 사람이야“ 라고 확실히 정의하기 참 어렵죠.
고분자도 고체의 성질인 탄성인지 액체의 흐르는 성질인 점성인지 명확히 설명하기 어려운 경우가 많아요.
상황에 따라 점성과 탄성을 나타내기 때문에, 과학자들이 점성과 탄성을 합쳐 점탄성이라고 부르기로 했어요.

 

기본적으로 점탄성은 예전에 배웠던 semi-crystalline(반결정)에서 출발해요.
결정영역은 단단하면서 탄성을 지닌 고체의 성질을, 무정형 영역은 흐름성이 나타나는 점성을 나타내죠.
 
 
고무 찰흙과 비슷하면서 말랑말랑한 실리퍼티(silly putty)를 땅바닥에 던져봅시다.
땅바닥에 부딪히는 짧은 시간 동안에 다시 튀어 오르죠. 
탄성거동을 보이네요.
반대로, 긴 시간 동안 실리퍼티를 구멍 위에 놓아두죠.
시간이 지나면서 실리퍼티가 액체처럼 흘러내리기 시작하네요.
점성거동을 보이네요.
 

여러분이 물위를 걷는다고 상상해보세요. 수영해야 겨우 물위에 뜨는데, 걷기는 더더욱 안되겠죠.
전분과 물을 적절히 섞으면 물위를 걷는 게 터무니 없는 소리는 아니에요.
전분은 대표적인 천연 고분자죠.
보기에는 액체처럼 생겨서, 물 위에서 처럼 가라앉을 거 같잖아요.
빠른 속도로 움직이면 순간적으로 힘을 가하기 때문에, 짧은 시간 동안 탄성거동이 주로 나타나 고체처럼 딱딱해지네요.
반대로, 가만히 있으면 긴 시간 힘을 가하기 때문에, 점성이 주로 나타나 액체처럼 흐물흐물 해지죠.

 

내셔널 지오그래픽에서 점탄성 관련하여 진행한 흥미로운 실험을 소개해드리면서 이번 포스팅은 여기서 마무리하겠습니다.