books models at the molecular level
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
نماذج على المستوى الجزيئي (Info)
هناك حقيقةً العديد من الآليات الفيزيائية التي تنتج قوى مرونة ضمن سلاسل الشبكة عند شد عينة مطاطية. اثنان منها تنتج عن تغييرات الإنتروبي وواحدة تعزى إلى اضطراب زوايا الروابط الجزيئية على طول العمود الفقري للسلسلة. تتضح هذه الآليات فور شد عينة مطاطية متوسطة السماكة يدويًّا. في البداية، يكون المطاط صلبًا إلى حد ما، أي أن القوة يجب أن تزداد بمعدل مرتفع بالنسبة للإجهاد الناتج. عند إجهادات متوسطة، تكون زيادة القوة المطلوبة لتأدية نفس مقدار الشد أقل بكثير. أخيرًا، عند اقتراب العينة من نقطة الانهيار، تزداد صلابتها بشكل ملاحظ. ما يلاحظه المراقب هو تغيرات عامل المرونة الناتجة عن اختلاف الآليات الجزيئية. يأتينا مفهوم الإنتروبي من اختصاص الرياضيات الفيزيائية المسمى علم الميكانيك الإحصائي الذي يهتم بدراسة الأنظمة الحرارية الكبيرة، كالشبكات المطاطية عند درجة حرارة الغرفة. مع أن السلوك المفصل للسلاسل المكونة للشبكة عشوائي ومعقد للغاية بحيث لا يمكن دراسة كل منها على الصعيد الفردي؛ إلا أننا نستطيع تحصيل معطيات مفيدة جدًّا عن السلوك «الوسطي» من تحليل الميكانيك الإحصائي لعينة كبيرة. لا توجد أمثلة أخرى من حياتنا اليومية على كيفية إنتاج تغيرات الإنتروبي لقوىً. يمكن اعتبار القوى الإنتروبية في سلاسل البوليمرات ناتجةً عن اصطدامات حرارية تشهدها الذرات المكونة لها مع المادة المحيطة. هذه الاصطدامات المستمرة هي ما ينتج قوة مقاوَمة (مرونة) في السلاسل عند إجبارها على الاستقامة. في حين أن شد عينة مطاطية أكثر مثال شائع عن المرونة، فإنها تحدث أيضًا عند ضغط المطاط. يمكن اعتبار الضغط توسعًا ثنائي الأبعاد كما في نفخ البالون. الآليات الجزيئية التي تنتج قوة المرونة هي نفسها لجميع أنواع الإجهاد.
تظهر عدم إمكانية استنباط صيغة تحليلية بسيطة لتوقع الإجهاد المرئي، وذلك بسبب التعقيد الناتج عن إضافة نماذج قوى المرونة هذه إلى البنية المعقدة للشبكة. يمكن استيعاب هذا التفاعل المعقد بين القوى الجزيئية وبنية (أو شكل) الشبكة حصرًا من خلال المحاكاة العددية على الحاسوب لتوقع الإجهاد وحد الانهيار النهائي لعينة مطاطية عند تعرضها للإجهاد.
