Tema 4: Materiales Blandos

Question 1

Características e los materiales blandos

Answer 1

Son los adecuaos para resistir tracciones y presiones
-Flexibilidad
-Alta deformación e rotura: Se deforman mucho antes de romperse
-Elasticidad
-Estructura jerarquizada
-Autoensamblaje
-Propiedades dependientes del tiempo
-Interacciones débiles (no covalentes): Van der Waals y puentes de H

Question 2

Composición de los materiales blandos

Answer 2

Consiste en proteínas que refuerzan una matriz de polisacáridos

Question 3

Estructura de las proteínas en materiales blandos

Answer 3

-Son polímeros lineales cuya unidad básica es el aminoácido (22 esenciales)
-La unión de aminoácidos mediante enlace peptídico es lo que forma la proteína
-Las más importantes son el colágeno y la elastina

Question 4

Colágeno

Answer 4

-Es la más abundante, forma más del 80% de los tendones y ligamentos, y más del 75% de la piel
-Hay 28 tipos de colágeno, siendo del I al IV los más importantes
-Estructura: Primaria (secuencia de aminoácidos), Secundaria (ordenación local de ciertas zonas del polímero), Terciaria (estructura tridimensional de la molécula) y Cuaternaria (interacción de la proteína con otras proteínas/moléculas)
-Propiedades: Bajo tracción inicialmente hay poca rigidez, pero aumenta progresivamente (curva en jota)

Question 5

Elastina

Answer 5

-Confiere elasticidad a los tejidos (la dan los giros beta)
-Se encuentra en la piel, pulmones,…, estructuras sometidas a grandes deformaciones
-Estructura: Primaria (repeticiones de los aminoácidos VGPV) y Secundaria (la repetición de los cuatro aminoácidos de giros beta, que están estabilizados mediante puentes de H)
-Propiedades: los giros beta aportan una gran flexibilidad y elasticidad a la molécula, capaz de recuperar deformaciones del 50%

Question 6

Polisacáridos

Answer 6

Pueden ser:
-Glicosaminoglicanos: Son cadenas poliméricas lineales. Se basan en disacáridos. Tienen carga negativa y son hidrofílicas. Ejemplos: HA (Humor vítreo), Condrotin sulfato (cartílago),Dermatán sulfato (piel)
-Proteoglicanos: combinación de un núcleo proteico con ramificaciones de glicosaminoglicanos
-Glicoproteínas: combinación e un núcleo e glicosaminoglicanos con ramificaciones de proteínas

Question 7

Autoensamblaje polisacarido-proteina

Answer 7

-Interacción polisacarido-proteinas: Influye en el tamaño, la orientación y la tasa de crecimiento de las fibras de colágeno, la presencia de iones modifica las interacciones
-Depende de: la temperatura, pH, Presencia de iones, tipo de colágeno, y distribución del peso molecular de los polisacáridos
-Estas variables son controladas por la célula

Question 8

Propiedades mecánicas de los materiales blandos

Answer 8

-Rigidez baja
-Gran alargamiento en rotura
-Alta tenacidad
-Elasticidad/Reversibilidad
-El comportamiento depende del tiempo (viscoso)

Question 9

Clasificación de los materiales blandos en función de su tiempo de respuesta

Answer 9

No depende del tiempo:
-Elástico: Deformaciones reversibles. Relación biyectiva entre tensiones y deformaciones. Pueden ser lineales o no lineales
-Plásticos: Deformaciones permanentes. No hay relación biyectiva

Dependen del tiempo:
-Viscoelástico: el material se recupera, no hay deformación permanente, relación biyectiva a tiempo infinito
-Viscoplástico: Deformación permanente

Question 10

Sólidos viscoelásticos Vs Fluido viscoso

Answer 10

Si aplicamos tensión constante y tiempo infinito:
-El fluido nunca deja de deformarse
-El sólido alcanza una deformación constante
Si aplicamos deformación constante y tiempo infinito:
-El fluido relaja todas las tensiones
-El sólido alcanza una tensión constante