膠水和膠帶，哪個比較黏？——伊莉莎白 考克斯

世界上最古老的膠水在超過八千年以前，出現在死海附近的一個山洞中。現今，我們有各種膠帶和膠水，幾乎足以建造和修復任何東西。但膠水和膠帶為什麼會有黏性？膠水和膠帶何者比較強？伊莉莎白 考克斯帶我們來探索黏著的世界。

看完整的課程：https://ed.ted.com/lessons/which-is-stronger-glue-or-tape-elizabeth-cox

課程：伊莉莎白 考克斯，動畫：辛巴德 理查森。

世界上最古老的膠水
在超過八千年以前

出現在死海附近的一個山洞中。

這種古人使用的膠水

是由動物骨頭和植物材料混合而成，

用在籃子的防水以及器皿的製作。

數千年後，

植物和動物就是將人類文明
黏合在一起的膠水。

現今，我們有各種膠帶和膠水，
幾乎足以建造和修復任何東西。

但膠水和膠帶為什麼會有黏性？

膠水和膠帶何者比較強？

黏著劑的成份可以是合成分子

或是天然蛋白質及碳水化合物，

像是植物澱粉葡聚糖、

牛奶蛋白質酪蛋白，

及樹脂中的烯。

膠水和膠帶要能有作用，
需要「附著鍵」以及「聚合鍵」。

附著鍵位在黏著劑的分子

和被黏著物品的分子之間。

聚合鍵則是在膠水或膠帶
自己本身的分子之間，

將它維持不分開。

大部分的膠水含有會在
溶劑中溶解的黏著性聚合物，

這種聚合物能避免膠水黏在瓶子裡。

許多膠水有很重的味道，

就是溶劑因為接觸空氣
而蒸發時所產生的味道。

有些膠水的溶劑是水，

但其他膠水用化學物質來當溶劑，
吸入可能會造成傷害。

有些膠水用兩種以上的成分
產生化學反應，

而不是用乾燥的方式，

這樣的鍵結力會更強。

膠水的附著鍵結和聚合鍵結都很強，

但乾燥的過程會讓它們變成不可逆。

這就是為什麼如果用膠水黏著的
表面在膠水乾掉之後被打破了，

若不再用新的膠水就無法重新黏回。

相對的，當把膠帶黏在表面上時，

它會形成較弱、可逆的鍵結，

所以當你把一條膠帶從物品表面
撕下來後，還能再次使用它。

這些弱鍵結被稱為「凡得瓦力」，

任何兩種材料間都可能產生，

但前提是它們要非常靠近，

比肉眼能看見的還要更近。

膠帶通常含有襯背，

襯背上覆蓋著橡膠
或是類似橡膠的彈性元素，

再加上一種叫做增粘劑之元素。

那就是「黏著」的成分。

膠帶的黏度取決於

彈性成份和增粘劑的比例、

襯背上塗佈之黏著劑的厚度，

以及襯背的材質。

當把膠帶黏貼到物品表面上時，
並不會發生化學反應。

而是軟黏著劑流入到
表面的裂縫和溝槽中。

這種流入裂縫中並留在那裡的能力，

叫做「粘彈性」。

一旦粘彈黏著劑填滿了
這些微小的裂隙，

就近到足以產生凡得瓦力。

所以，世界上最強的黏著劑是什麼？

並沒有唯一的答案。

就聚合鍵的絕對力量強度來說，

膠水勝於膠帶，

但並沒有單一種黏著劑
能在所有情況下都非常有用。

膠水中，氰基丙烯酸酯（瞬間膠）

可能可以形成最強的鍵結，

但兩種成份的環氧樹脂膠對於
高溫和修剪的耐受度會比較高，

且適用於更廣泛的表面上。

所以，如果你想要把
鐵砧懸掛在空氣中，

瞬間膠可能是最佳選擇。

但，如果你想要在
活火山的上方做這件事，

用環氧樹脂膠會比較適當。

膠水要能夠有效，

需要有足夠的接觸表面積，

如果出於某種理由，
你想要把保齡球黏成一串，

防水布膠帶會比較適合。

工程師也總是在考量類似的因子，
但可能沒那麼荒謬就是了。

選用正確的膠水，
能夠承受引擎中的高溫，

是攸關生死之事。

雖然強力膠帶的聚合鍵

沒有環氧樹脂膠那麼強，

膠帶還是有個優點，
就是在緊急時刻可以馬上黏著。

可能必須用膠水讓火箭升空，

但若要在地球以外的地方維修，

就用強力膠帶吧：

在無重力下，液態膠水是沒有用的。