Filozofia pojęć technicznych (105). Klej


18-04-2017 18:55:17

Historia klejów i spoiw jest bogata; przez jej pryzmat można w nowy sposób spojrzeć na cała historię techniki, bo przecież technika w głównej mierze polega właśnie na łączeniu różnych elementów lub materiałów.

Praprzodkiem słowa „klej” jest sanskrycki termin na „zespół spójny, zwarty”, z którego wywodzi się wiele znaczeń podkreślających łączenie, np. w starej grece rój czy żywica. Wagę tego czynnika odkrył już człowiek pierwotny, kiedy np. zalepiał gliną zbędne otwory w jaskiniach. Kiedy zbierał coś do jedzenia (pędraki, larwy, owady), musiał je tą gliną oblepiać, aby nie pouciekały. Chińczycy budowali Wielki Mur z cegieł na zaprawie z dodatkiem zupy ryżowej. Był to pierwszy materiał na świecie składający się z substancji organicznych i nieorganicznych. Zaprawa Rzymian składała się z pyłu wulkanicznego, skał wulkanicznych i wapna. Dzięki reakcji zachodzącej przy udziale wody morskiej powstawały uwodnione krzemiany i glinokrzemiany wapnia o wysokiej twardości i spoistości.

Doświadczenie było głównym napędem innowacji klejowych w następnych wiekach, a korzystano z substancji łatwo dostępnych: kości i odpadów organicznych. Do dziś podstawowym składnikiem klejów jest syntetyczny lub naturalny polimer w postaci koloidalnej zawiesiny w rozpuszczalniku, wymieszany z utwardzaczem i plastyfikatorem. Epoka przemysłowa sięgała po pewniejsze metody łączenia: sworznie, śruby, nity, wpusty o wytrzymałości łatwej do obliczenia. Dopiero chemia polimerów otworzyła nowe możliwości. Spawanie i zgrzewanie też jest rodzajem klejenia, tyle że należy zamienić na klej warstwę materiału i poddać go dyfuzji. Jedną z nowszych metod jest zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW – Friction Stir Welding) wynalezione przez Instytut Spawalnictwa w Cambridge. Tu występuje pełna penetracja w stanie stałym. Metoda ta może być używana do spajania aluminium i innych trudnospawalnych metali, bez osiągania punktu topnienia. Zjawisko dyfuzji jednej substancji do innej jest jedną z lepszych metod spajania. Uwaga ta ma charakter uniwersalny; np. warunkiem spoistości społeczeństwa jest właśnie wzajemna dyfuzja odrębnych kategorii, a nie ich separacja.

Uczonych intrygują wyniki badań nad klejem wytwarzanym przez małże (w stanie stałym tworzą włókna bisioru), absolutnie wodoodpornym. Amerykanie wyizolowali i sklonowali geny potrzebne do wytwarzania pięciu białek występujących w tym kleju i zamierzają przystąpić do laboratoryjnej produkcji na dużą skalę. W Korea Advanced Institute of Science and Technology odkrył, że składnik wina czerwonego – kwas taninowy – w połączeniu z glikolem polietylenowym tworzy mocny klej do tkanek, nadający się do zaklejania ran pooperacyjnych. Zarówno tanina, jak i glikol mają właściwości gojące. Naukowcy z Uniwersytetu w Toronto odkryli klej molekularny, który przyczepia się do białek inspirujących raka, przyciąga je do błony komórkowej, hamując wzrost nowotworu i sprawiając, że jest on bardziej podatny na chemioterapię. Nanotechnologia to kolejny przełom: naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego wynaleźli klej o grubości kilku molekuł, wykorzystując związek stosowany do produkcji mikrochipów i stosując nowy sposób pocienienia jego warstwy.

Nanotechnologia spoiwa pozwala na połączenie nanokryształów, w tym kropek kwantowych, w taki sposób, że prąd przepływa pomiędzy poszczególnymi drobinkami, co przyda się do baterii słonecznych. Polscy „klejoznawcy” nie chcą być gorsi, np. firma Alpol Gips wynalazła opatentowane już na świecie nanozaprawy i klej do klinkieru z dodatkami nanometrycznymi, który zabezpiecza ścianę przed wymywaniem soli z materiałów mineralnych, a więc zapobiega wykwitom. Rozwój klejowej technologii nie ma końca i przyniesie jeszcze wiele niespodzianek. Pewne jest tylko jedno: nie da się skleić wszystkiego ze wszystkim, więc słuszne może być słowo poety: „To, co nas podzieliło, to się już nie sklei”.

Zygmunt Jazukiewicz

Komentuje Waldemar Rukść

19-20
Aktualny numer WSZYSTKIE
eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl