En automatisk måleri som gick fel ledde till idén om avtagbar tejp. © Patrick Lux/dpa/Corbis Det kan vara lika allestädes närvarande som rinnande vatten. Vissa kan gå så långt som att säga att det är nästan lika bekvämt. Innan 3M introducerade tejp 1925, det primära vidhäftningsmedlet var ganska permanent och rörigt.
Maskeringstejp, att skapelsen 1925, var avsedd att lösa ett mycket specifikt problem:applicering av tvåtonade lackeringar på bilar, som var populära på den tiden.
Innan maskeringstejp, bilaffärer "maskerade bort" för varje färgapplikation med hjälp av lim och papper. Att avlägsna papperet förstörde otaliga målarbeten. Richard Drew, en ung 3M forskningsassistent, bevittnade ett sådant förstört jobb och den rasande förbannelse som följde. Ritade, som hade absolut noll erfarenhet av lim, bestämt, tydligen på plats, för att skapa ett lim som kan avlägsnas från torr färg utan att det skalas av [källa:ACS]. Två år senare, maskeringstejp introducerades.
Han uppfann sedan klart, cellofantejp, senare kallad Scotch® Magic Tape. Presentförpackning skulle aldrig vara detsamma.
Inte heller vardagliga hushållsreparationer. Under den stora depressionen, när de flesta var tvungna att reparera saker som dukar och klädsel istället för att byta ut dem, klar tejp erbjöd en snabb, billig, estetiskt tillfredsställande lösning. Som ett resultat, medan många företag stängde dörrarna eller knappt klarade sig, Magic Tape höll 3M inte bara flytande utan blomstrar [källa:ACS].
I dag, tejpen finns i cellofanfinish för inslagning och matt finish för märkning. Kraftig tejp är en häftklammer i många hemreparationer, medan dubbelsidig tejp packar upp affischer. Brunt tejp omsluter paket och stretchiga lim fungerar för bandage. Att foga ihop två material med tejp har varit så vanligt så länge att folk nästan aldrig tänker att fråga "hur gör det?"
Visar sig, tejp är ganska anmärkningsvärt. Det är inte själva vidhäftningen utan den specifika typen av lim som används på tejp som gör det oumbärligt i det dagliga livet. Det "klibbiga" som används i tejp är annorlunda genom att det i första hand bygger på fysiska processer, inte kemiska, att efterfölja.
Tryckkänsliga lim får förpackningstejpen att fastna i lådan vid kontakt. © DreamPictures/Shannon Faulk/Blanda bilder/Corbis Adhesion började verkligen inte med tejp. Träarbetare i forntida Egypten använde naturligt lim tillverkat av animaliskt kollagen. Naturlig, viskösa ämnen som bivax och harts har alltid hållit ihop material effektivt [källa:THToC].
I modern tid före tejp, lim och epoxier gjorde det mesta av det klibbiga arbetet. Men de hade allvarliga nackdelar, särskilt för hushållsbruk. Messiness, beständighet och torkning till en hård finish alla tillverkade traditionella lim, som vanligtvis binder med kemiska medel, mindre än bra för små, snabba vardagsjobb.
De lim som används i tejp fungerar annorlunda. De heter tryckkänsliga lim ( PSA ) och inkluderar material som silikon, akryl och gummi - alla polymerer till vilka ett klibbigt harts tillsätts för att öka klibbigheten [källa:ThomasNet]. Dessa PSA är beroende av fysiska reaktioner, inte kemiska, att efterfölja. Detta bidrar till egenskaper som flyttbarhet och flexibilitet - några av de saker vi älskar mest med tejp.
I en tryckkänslig bindning, det finns två huvudprocesser i arbete:vätning och van der Waals krafter. Den förra etablerar vidhäftning. Det senare gör det starkare [källa:Hyperphysics].
Vätning är ganska enkelt. I detta fall, det hänvisar till hur ett fast lim tränger igenom ett substrat (materialet som tejpen appliceras på). Det fasta limet som används i tejp är bra på att väta eftersom det har en låg ytenergi , vilket betyder att dess ytmolekyler rör sig mycket, eller är energiska, orsakar lösare bindningar. Denna egenskap gör att bindemedlets molekyler kan flyta relativt enkelt, även om den är i fast form, in i substratmaterialets porer. Allt som krävs är lite tryck. Och desto bättre förmåga att strömma in i underlaget, ju starkare det fysiska bandet.
Vissa lim kommer att bilda starkare bindningar över tiden när molekyler sipprar djupare in i substratmaterialet. Från början, fastän, ett annat fysiskt fenomen ökar styrkan hos tryckkänslig vidhäftning. Molekylära attraktioner som kallas van der Waals krafter träder i kraft redan innan tryck appliceras på bandet.
Van der Waals styrkor är svaga attraktioner mellan molekyler som normalt inte har positiva eller negativa laddningar. Vissa främst neutrala molekyler vars protoner och elektroner inte är jämnt fördelade över kan ibland uppvisa laddningar, känd som dipolmoment [källa:Hyperfysik]. Dessa avgifter, eller polariteter , låta dem bilda fysiska bindningar med andra laddade molekyler; Dom kan, faktiskt, framkalla laddningar i andra mestadels neutrala molekyler genom enbart närhet [källa:Hyperfysik].
Molekyler i ett tryckkänsligt lim kan uppvisa dipolmoment, och de inducerar motsvarande dipolmoment när de närmar sig substratets ytmolekyler. De motsatt laddade molekylerna i limet och substratet, på kontakt, bilda fysiska bindningar, öka styrkan hos den vätningsbaserade vidhäftningen.
Adhesion är bara en del av ekvationen, fastän. Det fina med tejp ligger lika mycket i dess design som i dess bindning.
Självhäftande tejp visas till och med som ett och annat modeuttalande:För rapparen Nelly, bilden på inspelningen för musikvideon "Dilemma" 2002, det var en signatur look. © Markus Cuff/Corbis Varje gång vi drar bort tejpen från en rulle - för att slå in en present, häng makaronikonst, fixa tillfälligt ett läckande rör eller försegla ett paket för frakt - vi saknar förmodligen genialiteten i själva rullen. Framför allt, varför fastnar limmet på underlaget och på underlaget men inte på sig själv?
Var tejpen inte i rullform, det skulle troligen vara lite svårt att slänga i en skräplåda. Och "lim" som inte är tejp är vanligtvis lim - droppigt och permanent. Det är banddelen som gör produkten så snygg, så kompakt och så lätt.
Processen att göra tejp är ganska enhetlig. Allt tejp har fyra komponenter [källa:ACS].
Skikten appliceras i stora ark, som till sist rullas upp och skärs i 1-, 2- eller 3-tums breda tejprullar köper du i affären.
Den slutliga beläggningen - släppningen - betonar en intressant skillnad i klibbighetens värld:vidhäftning kontra sammanhållning. I adhesion , en typ av molekyl håller sig till en annan typ av molekyl; i sammanhållning , en typ av molekyl håller sig till sig själv. Tape använder båda [källa:Scientific American]. Limets molekyler fastnar på substratets molekyler, eller hålla sig till, men de håller sig också till varandra, eller sammanfaller. Om detta inte var fallet, det självhäftande ämnet skulle inte hålla ihop. Släppbeläggningen förhindrar sammanhållning vid bandets yta så att den enkelt kan rullas ut.
Och så, det som började som maskeringstejp och några mycket glada bilmålare är nu en industri för sig. Självhäftande tejp har lindat metallskeletten av blimps för att förhindra korrosion. De har isolerat minst en månlandare och hjälpt Apollo 11-astronauter att utföra några reparationer på månen av deras månmodulens skärm [källor:ACS, NASA]. De håller backspeglar på bilar och hindrar miljontals scrapbookers från att riva håret när deras placering är en millimeter bort [källa:3M].
Tryckkänsliga lim ger oss även Post-It-lappar. Det är inte rinnande vatten. Men det är nära.
Vid sökning efter mer information om bandet som NASA använde för att isolera en månlandare (speciellt utvecklad för ändamålet, med förmågan att förbli klibbig genom ett enormt temperaturintervall), Jag hittade också bilder på Apollo -landaren lappade ihop med vanligt gammalt tejp, och stötte på ett intressant fenomen:Konspirationsteoretiker har bestämt att det finns tejp på Apollo -landaren som bekräftar att månlandningen var en bluff.
Det är nog en vanlig synpunkt, att verktyg vi har liggande runt huset omöjligt skulle kunna användas för att få män till månen. Och i det här fallet, det var faktiskt bara en snabb reparation av landarens skärm, som föll av under uppdraget. Men tejp spelade också en viktig roll för att få de ödesdigra Apollo 13-astronauterna tillbaka till jorden, och min poäng är helt enkelt detta:Jag lärde mig i min forskning att tejp verkligen var en revolutionerande utveckling [källa:Universe Today]. Av alla konton, det finns en anledning till att New Yorks Museum of Modern art innehöll klibbig tejp i en utställning som heter "Humble Masterpieces" och Richard Drew togs in i National Inventors Hall of Fame.
För att skydda tryckkänsliga lim, om månlandningen var falsk, gaffatejp är förmodligen inget bevis på det.
