เหตุใดใยแก้วจึงนุ่มและเหนียว

แก้วเป็นวัสดุที่แข็งและเปราะ อย่างไรก็ตาม ตราบใดที่มันถูกหลอมที่อุณหภูมิสูง และจากนั้นดึงเข้าไปในเส้นใยแก้วที่ละเอียดมากอย่างรวดเร็วผ่านรูเล็กๆ วัสดุนี้จะมีความยืดหยุ่นมาก แก้วชนิดเดียวกัน ทำไมแก้วบล็อกทั่วไปถึงแข็งและเปราะ ในขณะที่แก้วไฟเบอร์อ่อนและแข็ง? ที่จริงแล้วสิ่งนี้สามารถอธิบายได้ดีตามหลักการทางเรขาคณิต
ลองนึกภาพการดัดไม้ (สมมติว่ามันไม่หัก) จากนั้นส่วนต่างๆ ของไม้จะเสียรูปเป็นองศาที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะด้านนอกถูกยืดออก ด้านในถูกบีบอัด และขนาดของแกนแทบไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อดัดงอในมุมเดียวกัน ไม้ก็จะบางลง ระดับการยืดภายนอกก็จะน้อยลง และระดับการบีบอัดภายในก็จะน้อยลงเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งทินเนอร์ ระดับของแรงตึงเฉพาะที่หรือการเปลี่ยนรูปของการบีบอัดก็จะยิ่งน้อยลงภายใต้ระดับการดัดงอเดียวกัน วัสดุใดๆ ก็ตามสามารถเกิดการเสียรูปอย่างต่อเนื่องในระดับหนึ่งได้ แม้แต่แก้วก็ไม่มีข้อยกเว้น แต่การเสียรูปสูงสุดที่วัสดุที่เปราะสามารถทนต่อได้นั้นมีน้อยกว่าวัสดุที่มีความเหนียว เมื่อใยแก้วมีความบางเพียงพอ แม้ว่าจะมีการดัดงอในระดับสูง การเปลี่ยนรูปของแรงดึงหรือแรงอัดในท้องถิ่นจะมีขนาดเล็กมาก ภายในช่วงแบริ่งของวัสดุ ดังนั้นมันจะไม่แตกหัก
จะเห็นได้ว่าความเหนียวและความเปราะบางของวัสดุนั้นไม่ได้สัมบูรณ์ ประสิทธิภาพของวัสดุไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบและโครงสร้างภายในเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดของวัสดุด้วย นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น โหมดแรงแบริ่ง ตัวอย่างเช่น วัสดุหลายชนิดมีพฤติกรรมเป็นของไหลภายใต้การกระทำภายนอกที่ช้ามาก และประพฤติตัวเหมือนวัตถุที่แข็งเกร็งภายใต้การกระทำภายนอกที่รวดเร็ว ดังนั้น เมื่อวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุ จึงจำเป็นต้องพิจารณาการใช้งานเฉพาะหรือสถานการณ์ที่ได้รับผลกระทบด้วย