Почему величайшие открытия человечества были бы невозможны без клея

Новости Аргентины 14.12.2024 10:01

Современная жизнь буквально развалилась бы на части без клея. От телефонов и самолетов до зданий и обуви - многое в нашем мире держится на них. В свою очередь, умение делать клей, как и приручение огня или изготовление кремня из камня, было одним из величайших достижений наших предков». „И мы используем их уже очень давно“. «Они существуют с доисторических времен», - говорит Геске Лангеджанс из Университета Дефта в Нидерландах. «Самое древнее их применение - для изготовления инструментов, например, лезвия, соединенного с рукояткой ножа. Инструмент с рукояткой более точен и может обеспечить большую прочность, - добавляет она, - но клеи могут делать гораздо больше». «Некоторые из них водонепроницаемы, поэтому их можно наносить на корзину, чтобы укрепить ее и сделать водонепроницаемой», - говорит она. «Если у вас был пигмент, и вы хотели приклеить его к стене пещеры, вам нужно было что-то добавить к нему..... Они даже помогали доисторическим людям играть в игры: «Клеи также могут быть густыми, как глина или шпаклевка, поэтому с их помощью можно было лепить предметы, и мы знаем, что в настольных играх доисторических времен иногда использовались детали из смолы». Самому древнему известному клею около 190 000 лет, - объясняет Лангеджанс. Он был найден в Италии на двух очень простых каменных чешуйках - предметах, сделанных неандертальцами. Увлекательно то, что изучение подобных следов позволяет не только узнать, как использовались эти материалы, но и понять, какими были ранние люди». Клей, найденный на этих каменных чешуйках, представлял собой березовый деготь - черную, липкую замазку. Чтобы его получить, нужно нагреть кору этого дерева до очень высоких температур, - говорит Лангеджанс, - Проблема в том, что у людей каменного века не было огнеупорных сосудов. Как же наши предки это делали? «Мы с моей командой экспериментировали, и простой метод заключается в том, чтобы свернуть кору как очень большую сигару, положить ее в ямку в земле, зажечь и ждать, - добавляет он, - что подразумевает необходимость когнитивных навыков для манипулирования материалами с помощью тепла, чтобы намеренно создать липкость». Может быть, у них была бы идея температуры или, возможно, какой-то язык для передачи этой технологии?» »Есть коллеги, которые говорят, что, поскольку делать смолу сложно, это признак того, что неандертальцы были очень умными. Но это вопрос дискуссии. Я бы сказал, что для этого нужно иметь какое-то представление о таких абстрактных понятиях, как время, но есть археологи, которые с этим не согласятся, - говорит Лангеджанс. «Это не единственные подсказки о наших предках, которые дали нам клеи». «Долгое время мы могли только предполагать ответы на вопросы: кто они были и как выглядели? Удивительно, но березовый деготь также содержит физические следы тех, кто его использовал, сохранившиеся за тысячи лет. «Находя куски клея в различных археологических зонах, мы заметили следы, указывающие на то, что их жевали», - говорит Ханнес Шредер из Копенгагенского университета в Дании. Хотя причина, по которой они его жевали, не ясна, потомкам это было выгодно: «Березовый деготь похож на капсулу времени, поскольку он действительно защищает ДНК». Шредер извлекал генетический материал из доисторического дегтя. «Первый образец, который мы изучили, был из ранних неолитических стоянок на острове Лолланд в Дании. Около 6000 лет назад кто-то жевал смолу и выплевывал ее в прибрежные тростники, а десять лет назад на нее наткнулся археолог, - говорит он. - Ученые смогли получить ДНК, с помощью которой они взломали генетический код человека, которого они назвали «Лола», и впервые извлекли полный геном древнего человека из того, что не было человеческой костью. «Исследователи также извлекли ДНК из микробов, попавших в доисторическую жевательную резинку, и обнаружили среди нескольких вирусов и бактерий патогены, вызывающие инфекционный мононуклеоз и пневмонию. Таким образом, клеи могут быть источником информации о людях, которые их использовали. А те, что были найдены в доисторических артефактах, показывают, что они действительно были с нами с самого рассвета цивилизации». „На самом деле они сыграли ключевую роль в ее становлении как в холодных землях, которые населяла Лола, так и в более тропических землях Америки“. »Когда колонизаторы прибыли из Испании в Мезоамерику, они столкнулись с материалом, который поразил их: он не был похож ни на что, что они когда-либо видели раньше. «Местные культуры создали из него все, от резиновой ленты до прыгающего мяча для церемониальных игр и прочных сандалий для защиты ног. Они были сделаны из латекса, липкого сока каучукового дерева, который использовался по меньшей мере с 1600 года до нашей эры, В своем сыром, натуральном виде это действительно хороший клей, созданный природой«, - говорит Майкл Тарканьян, материаловед из Массачусетского технологического института в США, эксперт по использованию каучука в Мезоамерике. Но помимо использования латекса в его сыром, натуральном виде, древние мезоамериканцы научились модифицировать его и изменять его свойства», - говорит он. Когда он вернулся, резина преобразилась. Она затвердела, но оставалась гибкой и не поддавалась воздействию жары и холода. Это был момент эврики. Никто не додумался использовать тепло в качестве решения проблемы, потому что тепло - главный враг резины, но в сочетании с серой это оказалось волшебным решением. Это волшебное решение было совсем не новым. Древние мезоамериканцы смешивали сок эластичного кастильца с соком местной лозы, содержащей серу, Ipomoea alba. Европейцы узнали волшебное вещество, но не его секрет, и им потребовались столетия, чтобы раскрыть его. «Вооружившись своим открытием, Гудиер начал разрабатывать способ обработки резины, известный как вулканизация, который сделал этот материал мечтой инженера. »В новый индустриальный век машин, которые требовали амортизаторов, герметичных уплотнений и гибких трубок, резина стала незаменимой. Сегодня она настолько распространена, что мы порой не ценим ее. «Резиновые подошвы на нашей обуви смягчают наши шаги, сцепляясь с дорожным покрытием, чтобы мы не поскользнулись. „Герметичная резина позволяет нам парить на воздушной подушке во время езды на велосипеде или за рулем автомобиля, не дает капать кранам и просачиваться влаге через окна. “Она также удерживает наше нижнее белье на месте. Если вы думаете, что ничего из этого не липнет, вспомните, что сцепление - это обратимый тип липкости, который возникает благодаря способности резины встраиваться в углубления на поверхностях, временно прилипая к ним. «Шины полностью изменили наши способы передвижения, но клеи позволили нам сделать нечто еще более удивительное - летать. «На протяжении всей истории авиации клеи открывали возможности для разработки радикально новых конструкций, благодаря которым самолеты могли летать быстрее, выше и дальше, чем когда-либо прежде. «В основе этого путешествия в небо лежит знакомый и удивительный материал: фанера, фанера или триплекс. «Это сэндвич из стопки сверхтонких кусков дерева с клеем между ними, который существует, по крайней мере, со времен Древнего Египта. »Он решает важную проблему в деревообработке: изменения влажности заставляют дерево расширяться или сжиматься. Клей делает ее более стабильной«. „Фанера использовалась на протяжении многих веков, но настоящий взлет ее применения произошел в XX веке. “Нескольким людям пришла в голову блестящая идея использовать фанеру в самолетах, потому что тонкие фанеры легкие, их легко перемещать и им можно придавать нужную форму». «В 1912 году во Франции они изготовили фюзеляж из фанеры и создали самый быстрый в мире аэроплан. Материал оказал большое влияние на конструкцию самолетов, особенно в начале Первой мировой войны. «И все это стало возможным только благодаря новым видам клея, которые сделали триплекс водонепроницаемым. Это были первые в истории синтетические клеи. К 1930-м годам такие авиаторы, как Амелия Эрхарт, устанавливали рекорды на фанерных самолетах. Но, несмотря на огромный успех этих самолетов, они вышли из моды: «По культурным, а не технологическим причинам от дерева отказались, по крайней мере, военные подрядчики в межвоенный период, потому что считали его старомодным материалом. За самолетами было будущее, и они хотели, чтобы они были сделаны из металла». »Только после Второй мировой войны металл стал дефицитом. В 1942 году он работал над химическими пленками для прозрачных оружейных прицелов. «Когда дорогой оптический прибор был испорчен веществом, которое он испытывал, вместо того чтобы сожалеть об этом, у него хватило гениальности отметить его поразительную способность к склеиванию. Это указывало на возможное применение в медицине, но поначалу оно было нецелесообразным, поскольку суперклей мог вызывать раздражение и даже быть токсичным. Однако новый рецепт оказался лучше в лечении ран, и вскоре им заинтересовалась армия США. Она отправила хирургические бригады с цианакрилатовыми спреями на войну во Вьетнам, чтобы использовать их на солдатах с ранами настолько серьезными, что хирурги не могли лечить их обычными методами. Они прибегали к нанесению суперклея непосредственно на кровоточащие органы, что давало чудесные результаты. Несмотря на их успех в боевых условиях, было неясно, можно ли использовать суперклеи в обычной медицине, и существовали опасения, что они могут вызывать рак. «Но после дальнейших исследований и клинических испытаний они были признаны безопасными и теперь используются для закрытия ран в больницах по всему миру. «Современные медицинские клеи изменили способы лечения, и в настоящее время ведутся исследования нового поколения тканевых клеев, вдохновленных липкими, вязкими выделениями из мира природы. «Но есть еще кое-что, чему мы должны научиться у природы, что жизненно важно для нашего будущего: как отклеиваться. Современные клеи настолько мощные, что образуемые ими связи могут быть сильнее материалов, к которым они прилипают, что замечательно... до определенного момента. »Эта сила прилипания создает проблему: их нельзя отклеить. Современные электронные устройства содержат больше клея, чем когда-либо, не только для того, чтобы удерживать все элементы на месте, но и для того, чтобы сделать их прочными, водонепроницаемыми и более стильными. «Но это делает их очень сложными для ремонта или переработки, поэтому они чаще всего оказываются в мусоре». Хотя в некоторых случаях можно использовать винты, это не универсальное решение. Использование клеев делает практически невозможным ремонт или переработку современной обуви, а также радикально увеличивает количество пластиковых отходов в мире, например. «Винты в этом случае не подойдут. Именно поэтому в настоящее время изучаются обратимые клеи, которые можно деактивировать одним щелчком выключателя. «Они являются следующей целью в попытках человечества овладеть липкостью и принесут огромную пользу устойчивому развитию».* Марк Миодауник Телеграм-канал "Новости Аргентины"