Cuando uso un cuchillo muy afilado para cortar un objeto, ¿estoy cortando átomos o simplemente los estoy apartando?

En primer lugar, un cuchillo no atraviesa un átomo. A la escala de un átomo, el material que se corta y la cuchilla parecen esencialmente planos (bueno, áspero). Aquí hay una vista del filo de un cuchillo a través de un microscopio electrónico. La barra de escala es de 1 micrón, que es aproximadamente 1000 nanómetros y aproximadamente 10,000 veces más grande que un átomo.

Aquí hay una imagen de cerámica en una escala ligeramente mayor:

(JEOL 6490 Low-Vacuum Scanning Electron Microscope)

Las fuerzas necesarias para desgarrar los átomos son muy superiores a lo que puede entregar con un cuchillo y las longitudes involucradas son diferentes.

Entonces, ¿qué está pasando? Como puede ver, si bien pueden parecer suaves para nuestros ojos, los materiales reales son desordenados y no están hechos de arreglos organizados de átomos en absoluto. Los enlaces que mantienen unidos a los átomos en moléculas son fuertes, pero los enlaces que mantienen unidas a las moléculas (o los enlaces que mantienen unidos a grupos de moléculas) pueden ser mucho más débiles.

Cuando cortas estas cosas con un cuchillo, todo lo que realmente estás haciendo es empujar y deformar el material. Pero toda esa fuerza que está aplicando con su brazo se está enviando a una región un poco más estrecha que una micra. Desde el punto de vista del material en sí, esa fuerza deformará el material dramáticamente en la vecindad del filo de la cuchilla. Eventualmente, el material se deforma tanto que se rasgará: los enlaces más débiles entre las moléculas se separarán, especialmente cerca de defectos u otros puntos débiles en un material.

Un cuchillo no corta porque su filo se desliza entre cualquier cosa. Desde el punto de vista de las moléculas, un cuchillo afilado corta tan brutalmente como un cuchillo sin filo. Pero con un cuchillo afilado, puede aplicar toda su fuerza en un área mucho más pequeña y, por lo tanto, romper los enlaces entre las moléculas a medida que el material se deforma.

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