«Propiedades Mecánicas de los Materiales» es una asignatura optativa del cuarto curso del grado de Física (segundo semestre). La asignatura está englobada dentro de la categoría de «Estructura de la Materia» y es un buen complemento a la asignatura obligatoria «Física del Estado Sólido», especialmente en cuanto al estudio de los defectos lineales en sólidos. Es también interesante desde el punto de vista de la Mecánica, en particular en lo referente a «Física de Fluidos».

Las propiedades mecánicas de los materiales, o de forma más general, el comportamiento mecánico de los mismos, se refiere básicamente a lo que sucede a un determinado material, en cuanto a su deformación o respuesta mecánica, cuando se le somete a una carga controlada. La respuesta del material dependerá de numerosos factores y puede estudiarse desde múltiples enfoques.

La estructura de la asignatura se compone de cuatro bloques temáticos, aunque en el texto con el que se preparará la asignatura aparecerán cinco capítulos. El primero de los capítulos es una breve introducción a los conceptos fundamentales en comportamiento de los materiales bajo esfuerzos. En el segundo, entramos en materia explicando la teoría de la Elasticidad Lineal (primer bloque), mientras que en el capítulo 3 explicamos la teoría de la Viscoelasticidad Lineal (segundo bloque). Los dos temas finales son la aplicación de los desarrollos matemáticos de los temas anteriores a dos casos físicos de interés en Materia Condensada: el comportamiento mecánico de los materiales sólidos (tercer bloque), que lleva investigándose exhaustivamente desde mediados del siglo pasado, especialmente en su relación con los defectos internos del material, así como aquello que se ha venido a denominar ya a finales del siglo pasado como «Materia Blanda» (cuarto bloque), que comprende materiales intermedios entre el líquido y el sólido, y que tiene especial interés en aplicaciones químicas y en biofísica.

El orden de los temas no solamente pretende ser progresivo en lo formativo (primero formalismo matemático y luego su aplicación física), sino que sigue un orden histórico. La Elasticidad se desarrolló a partir de finales del siglo XVII (Hooke, Newton) hasta el XIX (Navier, Stokes). A partir del siglo XIX hasta principios del XX se desarrolló la teoría de la Viscoelasticidad Lineal (Weber, Maxwell, Boltzmann, Volterra). A principios del siglo XX, con el desarrollo de la Física Cuántica, empezó a entenderse el Estado Sólido desde el punto de vista atómico, pero en cuanto a las propiedades mecánicas fue necesario comprender la existencia e influencia de los defectos microestructurales (Orowan, Polanyi, Taylor, primer tercio del siglo XX) y el sólido anelástico estándar (Zener, mediados del siglo XX). Finalmente, a partir de la segunda mitad del siglo XX y hasta nuestros días, comenzó la ciencia de la materia blanda, que logró su confirmación como campo del conocimiento con el premio Nobel de Física de 1991 concedido a Pierre-Gilles de Gennes por su trabajo en física de polímeros y cristales líquidos.

Por supuesto, todas estas ramas siguen siendo ámbito de investigación científica, en mayor o menor medida hoy en día, pero cuanto más antiguo sea el campo de conocimiento, más se habrá aprendido sobre él. Hay que mencionar además que todo el tratamiento que se hace en esta asignatura corresponde a la Física Clásica, de forma que no usamos los efectos cuánticos, que, en principio, resultan despreciables en cuanto a las propiedades mecánicas.

Esta asignatura está planteada como una introducción formativa a temas que tienen una aplicación directa en Ingeniería de Materiales, así como en investigación en Física Aplicada y Biofísica. La formación adquirida en esta asignatura de «Propiedades Mecánicas de los Materiales» permitirá al estudiante ampliar, si así lo desea, su formación en esta rama del conocimiento.