Cái nào bám dính tốt hơn: Hồ dán hay băng keo? - Elizabeth Cox

Xem toàn bộ bài học tại: https://ed.ted.com/lessons/which-is-stronger-glue-or-tape-elizabeth-cox

Loại hồ dán cổ nhất khoảng hơn 8000 năm tuổi và bắt nguồn từ một hang động gần bờ Biển Chết. Ngày nay, chúng ta có vô số các loại băng keo và hồ dán để lắp rắp và sửa chữa gần như mọi thứ. Vậy, điều gì tạo nên độ bám dính của chúng? Và loại nào bám dính tốt hơn? Elizabeth Cox sẽ cùng ta khám phá thế giới của những chất kết dính.

Bài học bởi Elizabeth Cox, hoạt hình bởi Sinbad Richardson

Loại hồ dán cổ nhất trên thế giới
khoảng hơn 8000 năm tuổi

và có nguồn gốc từ một hang động
gần bờ Biển Chết.

Người cổ đại dùng loại hồ dán này,

được làm từ hỗn hợp
xương động vật và thực vật,

để làm giỏ chống thấm nước
và vật dụng hàng ngày.

Hàng ngàn năm sau,

thực vật và động vật là chất keo
kết nối nền văn minh nhân loại.

Ngày nay, chúng ta có vô số
loại băng keo và hồ dán

để lắp rắp và sửa chữa gần như mọi thứ.

Nhưng điều gì tạo nên
độ bám dính của chúng?

Và liệu thứ này có dính chắc hơn thứ kia?

Chất kết dính được tạo thành
từ các phân tử tổng hợp

hoặc các prôtêin và cacbon hydrat tự nhiên
như là dextrin tinh bột thực vật,

protêin casein trong sữa, và hyđrocacbon
không no trong nhựa cây.

Để dính được, hồ dán và băng keo cần
tính bám dính và tính liên kết.

Tính bám dính xảy ra giữa
một phân tử dính

và một phân tử
của bất cứ thứ gì nó dính vào.

Tính liên kết xảy ra giữa
những phân tử hồ dán hoặc băng keo

giữ chúng lại với nhau.

Hầu hết các loại hồ dán chứa pôlime bám dính
tan trong một dung môi

ngăn chúng dính vào
phía trong thành hộp.

Nhiều loại hồ dán nồng mùi
bắt nguồn từ dung môi

bay hơi khi tiếp xúc với không khí.

Một số loại khác
sử dụng dung môi là nước,

một số khác sử dụng các hóa chất
có thể gây hại nếu hít phải.

Các loại hồ dán có ít nhất hai thành phần
phản ứng với nhau thay vì chỉ khô lại

có thể bám dính rất chắc.

Cả tính bám dính và tính liên kết
của hồ dán đều rất chắc,

nhưng khi khô lại,
đó là một quá trình không thể đảo ngược.

Đó là lí do vì sao nếu bề mặt
dùng hồ dán bị nứt sau khi khô,

sẽ không thể dính lại được nữa
nếu không có lớp hồ mới.

Ngược lại,
khi băng keo được dán vào bề mặt,

sẽ hình thành một quá trình bám dính
có thể đảo ngược.

Vì thế, bạn có thể bóc
miếng băng keo ra và sử dụng lại.

Tính bám dính yếu này,
được gọi là lực Van der Waals,

nó có thể xảy ra giữa hai vật liệu bất kì,
chỉ khi chúng thực sự gần nhau,

gần hơn cả mức
mắt thường có thể nhìn thấy.

Băng keo thường gồm lớp vỏ không dính
kết hợp với một loại cao su

hoặc một thành phần đàn hồi
giống cao su bên ngoài,

và một hợp chất dính, gọi là "tackifier"
bên trong.

Đó là thành phần "dính".

Độ dính của băng keo được xác định
bởi tỉ lệ thành phần đàn hồi và tackifier,

độ dày của chất dính trải rộng
trên lớp vỏ cao su,

và loại chất liệu của lớp vỏ.

Không có phản ứng hóa học nào xảy ra
khi băng keo được dán vào một bề mặt.

Thay vào đó, chất bám dính sẽ lấp những
khe và rãnh trên bề mặt.

Khả năng lấp đầy những khe hở
và bám dính được gọi là "viscoelasticity".

Một khi chất kết dính viscoelastic
lấp đầy những kẽ hở vi mô này,

nó đủ gần để tạo ra
lực Van der Waals.

Vậy chất bám dính
chắc nhất thế giới là gì?

Không có câu trả lời
rõ ràng cho vấn đề này.

Xét về độ chắc tuyệt đối
của tính bám dính,

hồ dán dính chắc hơn hẳn băng keo,

nhưng lại không thể sử dụng
linh hoạt trong mọi trường hợp,

Trong các loại hồ dán, cyanoacrylate
hay siêu hồ dán,

có thể tạo độ bám dính chắc nhất,

song, hai loại hồ epoxy này
lại bền hơn dưới sức nóng và tác động lực,

tương thích với rất nhiều bề mặt.

Vì thế, nếu bạn muốn
dán một cái đe trong không khí,

siêu hồ dán có lẽ sẽ là lựa chọn tốt nhất.

Nhưng nếu là trên một miệng
núi lửa đang hoạt động,

bạn sẽ muốn dùng epoxy.

Để kết dính, chất keo
cần đủ diện tích tiếp xúc.

Nếu vì một lí do nào đó bạn muốn
dán bóng bowling thành chuỗi dây,

băng keo lại là sự lựa chọn tốt hơn.

Các kĩ sư không ngờ
cân đo các yếu tố tương đồng.

Chọn ra loại hồ dán thích hợp nhất
để chống lại sức nóng động cơ

là vấn đề sống còn.

Dù độ chắc
của chất bám dính băng keo

không thể so sánh
với độ dính của hồ epoxy,

băng keo có lợi thế trong
những trường hợp cần dính khẩn cấp.

Hồ dán có lẽ sẽ cần thiết
để phóng tên lửa vào không gian,

nhưng một khi
cần sửa chữa ngoài đấy,

hãy dùng băng keo: hồ không thể bám dính
trong trạng thái không trọng lực.