خبرگزاری آنا- هدا عربشاهی: اَبَرچسب که در فارسی براساس کیفیت با نام‌هایی چون چسب فوری، چسب قطره‌ای و چسب ۱،۲،۳ شناخته می‌شود امروزه به‌عنوان محصولی که کاربردهای گسترده‌ای دارد به کالایی رایج در زندگی روزمره تبدیل شده است. به‌نظر می‌رسد که این نوع چسب توانایی فوق‌العاده‌ای در فوری چسباندن همه‌چیز دارد. اما نکته جالب در تاریخچه توسعه ابرچسب این است که برحسب تصادف به‌دست آمده است.

کشف غیرمنتظره

طی جنگ جهانی دوم، تولید انبوه سلاح و مواد مورد استفاده برای جنگ یکی از اهداف اصلی ایالات‌متحده بود. در‌حالی‌که بسیاری از اقلام مورد نیاز در آن‌زمان به‌صورت انبوه تولید می‌شدند، تحقیق و توسعه قطعات جدیدی که می‌توانستند به‌سرعت تولید شوند هم از اهمیت بالایی برخوردار بود. این مسئله به نوآوری‌های متعددی منجر شد که از جایگزینی منابع غیرقابل دسترس مانند لاستیک تا اجزای کوچک تفنگ به‌خصوص دوربین شفاف و پلاستیکی که در اسلحه استفاده می‌شد را در بر می‌گرفت. بین پژوهشگرانی که در حوزه نظامی فعالیت می‌کردند دانشمند جوانی به نام دکتر هری کوور بود که هنگام تلاش برای یافتن ماده جدیدی که بتوان آن را به‌عنوان پلاستیک شفاف دوربین‌های تفنگ به‌کار گرفت یکی از رایج‌ترین محصولات امروزی را به‌وجود آورد: چسب فوری.

ایستمن کُداک (Eastman Kodak) از شرکت‌های تجهیزات عکاسی مشهور در جهان به‌شمار می‌رود و درواقع، ابرچسب به‌طور اتفاقی در این شرکت متولد شد. سال ۱۹۴۲، دکتر هری کوور، که برای کداک کار می‌کرد، سعی کرد پلاستیکی نوری (نوعی طلق) پیدا کند که بتوان از آن در عدسی‌های تفنگ‌ها استفاده کرد. بیشتر آزمایش‌های او نتوانست به تولید پلاستیکی منجر شود که برای دید اسلحه مناسب باشد و شاید هیچ‌یک از آن آزمایش‌ها به اندازه آزمایش سیانواکریلات خیره‌کننده نبود. درواقع، کوور دریافت اگرچه سیانواکریلات‌های سنتز‌شده به‌عنوان پلاستیک شفاف به‌خوبی کار می‌کردند، اما بسیار چسبناک بودند. از این‌رو، این ماده را رد کرد و به‌ناچار تسلیم شد و به مطالعاتش برای سنتز پلاستیکی که مناسب عدسی دوربین باشد ادامه داد و این‌گونه، ترکیب سیانواکریلات برای سال‌ها فراموش شد. تااینکه سال ۱۹۵۱ فرا رسید. در آن‌زمان دکتر کوور مسئول جست‌وجو برای یافتن پلیمرهای آکریلات مقاوم در برابر حرارت برای استفاده در سایبان هواپیماهای جت شد. روزی یکی از دانشجویانش مجبور شد ظرف آزمایش را بشکند تا محصول را پس‌از سنتز اتیل‌سیانواکریلات استخراج کند. این ترکیب بیش‌از حد چسبناک بود اما فقط زمانی‌که با اجسام دیگر تماس پیدا می‌کرد به آنها می‌چسبید.

خوشبختانه دکتر کوور این‌بار به‌راحتی چند‌سال قبل، این ماده را نادیده نگرفت و متوجه شد که از آن می‌توان به‌عنوان چسبی بی‌سابقه، با چشم‌انداز کاربردی قوی و ارزش تجاری استفاده کرد. کوور مدتی بعد حق ثبت اختراع این چسب را دریافت کرد و سال ۱۹۵۸ شرکت کداک این چسب را نام Eastman 910 به بازار عرضه کرد و مدتی بعد به چسب معروف Super Glue (ابرچسب) تغییر نام داد. به‌لطف این محصول، دکتر کوور در سال ۲۰۱۰ موفق به دریافت مدال ملی نوآوری علم و فناوری شد.

ابرچسب چگونه کار می‌کند؟

سیانواکریلاتی که پیشتر به آن اشاره شد درواقع اصطلاحی کلی برای دسته‌ای از ترکیبات است و ازاین‌رو، مواد تشکیل‌دهنده ابرچسب‌های مختلف، متفاوت‌اند. به‌عنوان‌مثال، چسب زخم پزشکی حاوی اکتیل سیانواکریلات است که در‌حال‌حاضر در ترکیب اکثر چسب‌های فوری به‌کار می‌رود و عبارت از اتیل سیانواکریلات (ECA) و بخش کوچکی از مشتقات متیل استر است. در شیمی سنتزی، تهیه این نوع ترکیب بسیار آسان است و بااستفاده از واکنش کلاسیک تراکم نووناگل می‌توان به‌راحتی به تولید صنعتی آن در مقیاس بزرگ دست یافت. باوجوداین، جادوی این مولکول ساده نه‌فقط در سادگی سنتز که در چسبندگی قوی آن نهفته است.

اما چرا باوجوداینکه چسب‌های فوری بسیار چسبناک‌اند می‌توان آنها را به‌طور پایدار در ظرفی که در آن بسته‌بندی می‌شوند نگهداری کرد. در پاسخ به این سوال باید گفت که اگر ابرچسب بخواهد اثر اتصالی انجام دهد، باید به یک آغازکننده خاص برای واکنش تکیه کند، که این آغازکننده درواقع رد کوچکی از مولکول‌های آب در هوا است که به‌سختی قابل مشاهده است. جزء اصلی ابرچسب، مونومر سیانواکریلات است که وقتی با بخار آب تماس پیدا می‌کند پلیمریزاسیون آنیونی را آغاز می‌کند و درنهایت پلیمر با مقاومت بالای را تشکیل می‌دهد. ازآنجایی که این فرآیند گرما آزاد می‌کند مواد تشکیل‌دهنده و حلال‌های موجود در چسب، تبخیر را تسریع می‌کنند و بنابراین اغلب بوی نامطبوع، هنگام استفاده این چسب‌ها قابل توجه است. پلیمریزاسیون آنیونی از نوع واکنش پلیمریزاسیون‌های زنجیری است و آغازگرش انتقال‌دهنده‌های الکترون یا آنیون‌های قوی (یون با بار منفی) هستند. برای دستیابی به اثر چسبندگی بهتر، اغلب فکر می‌کنیم که هر چه مقدار چسب بیشتر باشد، چسبندگی قوی‌تر است درحالی‌که از منظر سازوکار چسب، در‌واقع چنین نیست. زیرا، مقدار زیاد چسب باعث ضخیم‌شدن قسمت چسب‌زده می‌شود که این مسئله می‌تواند چسبندگی را به خطر اندازد.

کاربردهای پزشکی ابرچسب

سیانواکریلات ارتقایافته علاوه بر کاربرد به‌عنوان چسب فوری خانگی، کاربردهای مهمی در حوزه پزشکی دارد. درطول جنگ ویتنام، پزشکان نظامی آمریکایی از چسب فوری برای بخیه‌زدن زخم سربازان مجروح استفاده می‌کردند. از این شیوه، برای خریدن زمان کافی برای سربازان تا زمانی که بتوانند مراقبت‌های پزشکی مناسب را دریافت کنند، استفاده می‌شد. باوجوداین، سیانواکریلات‌های مورد استفاده در آن زمان شرایط پزشکی را برآورده نمی‌کردند و پس‌از استفاده، در بیشتر مواقع باعث حساسیت پوستی می‌شدند. همچنین، کربوکسیلات‌های زنجیره کوتاهی که در این چسب‌ها وجود داشت با احتمال شکسته‌شدن مواجه بودند و مونومرهای تکه‌تکه‌شده آنها نه‌فقط باعث بهبود زخم نمی‌شدند که گاهی به بروز عفونت هم منجر می‌شدند. سال ۱۹۶۴، ایستمن کداک درخواستی را به سازمان غذا و داروی آمریکا ارائه کرد که براساس آن از اف‌دی‌ای می‌خواست اجازه دهد که از چسب فوری برای مسدودکردن زخم استفاده شود. اگرچه سال‌ها طول کشید که این مورد تایید شود اما استفاده از ابرچسب برای اهداف مشابه در جنگ ویتنام ممکن است به پذیرش این درخواست کمک کرده باشد. این درخواست موجب شد که در سال ۱۹۹۸ اکتیل سیانواکریلات ساخته شود که از نوع استرهای کربوکسیلیک‌اسید با زنجیره بلند است و از این‌رو، به‌راحتی پلیمریزه نمی‌شود و میل ترکیبی بهتری با بافت‌های انسانی دارند. امروزه انواع خاصی از چسب فوری با درجه پزشکی برای بستن زخم وجود دارد که به درماباند (چسب پوستی) معروف‌اند و حتی بعضی مواقع می‌توانند به‌طورکامل جایگزین بخیه شود.

انتهای پیام/

۱۷ مرداد در دنیای علم چه خبر؟