Адгезия
Адгезия – свойство какого либо материала прилипать, перевод с латинского adhaesio — прилипание, сцепляться с поверхностью другого материала. Адгезией характеризуются материалы, которые специально наносятся на какую-либо поверхность с какой либо определенной целью, например, нанесение лака при прозрачной отделке.
Под адгезией принимают не только способность прилипания, но и возникновение каких либо межмолекулярных и силовых связей между поверхностями введенных в соприкосновение материалов, например, нанесение покрытия гальваническими способами.
Различают адгезию жидких и твердых тел. При рассмотрении адгезии жидкостей к твердым поверхностям, критическим параметром становится показатель смачиваемости поверхности, полная смачиваемость или частичная, и коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Величина адгезии определяется величиной усилия, направленного на отрыв материала, прилагаемого на единицу площади контакта. Следовательно, при хорошей смачиваемости, т.е. при хорошем контакте, наносимый лак будет иметь неимоверно высокую адгезию.
Под адгезией твердых тел понимают взаимодействие материалов в композитных составах, например, в бетоне.
Интересные факты об адгезии
Эффект адгезии воды можно увидеть, когда вода поднимается в узких трубках или сосудах выше уровня, на котором она находится в более широкой емкости, — этот процесс называется капиллярностью. Капиллярный подъем воды происходит благодаря комбинации адгезивных сил (между водой и стенками сосуда) и когезивных сил (между молекулами воды). Этот эффект имеет большое значение в природе, например, он способствует поднятию воды из корней растений к их вершинам.
Ещё один интересный факт об адгезии касается животного мира. Некоторые насекомые и животные, такие как гекконы и пауки, используют адгезию для перемещения по вертикальным и перевернутым поверхностям.
Гекконы — это ящерицы, которые известны своей способностью лазать по гладким и вертикальным поверхностям, включая стекло. Эта способность обеспечивается уникальной структурой их лап, на подошвах которых расположены миллионы микроскопических щетинок, называемых сетами. Каждая сета разветвляется на сотни кончиков, называемых спатулами, которые создают ван-дер-ваальсовы взаимодействия с поверхностью, на которой находится геккон, обеспечивая тем самым адгезию. Благодаря этому гекконы могут передвигаться по самым гладким и крутым поверхностям с удивительной лёгкостью и скоростью.
Исследование адгезивных свойств лап гекконов привело к разработке новых материалов и технологий в области адгезии, таких как ленты и клеи, которые могут обеспечивать прочное сцепление без использования химических веществ, а также системы для роботов, позволяющие им перемещаться по вертикальным и перевернутым поверхностям.
Ещё один интересный факт об адгезии связан с явлением, известным как «Лотосовый эффект».
Эффект лотоса — это явление самоочищения поверхности листьев лотоса. Листья лотоса имеют уникальную микро- и наноструктурированную поверхность, которая минимизирует адгезию капель воды к поверхности листа. Когда капли воды падают на лист, они катятся по его поверхности, собирая частицы грязи и пыли, и оставляют лист чистым.
Этот природный принцип самоочищения вдохновил разработку новых материалов и покрытий с супергидрофобными свойствами, таких как самоочищающиеся стекла, краски и ткани. Эти технологии имитируют микроструктуру лотоса, создавая поверхности, к которым вода и грязь практически не пристают, что снижает необходимость в чистке и уходе. Эти материалы нашли применение в различных областях, от автомобильной индустрии до строительства и текстильной промышленности.
Ещё один интересный факт об адгезии связан с историей древних цивилизаций, которые использовали различные виды натуральных клеев и смол для строительства, ремесла и искусства.
Одним из древнейших примеров использования клея является находка археологами клея на основе берёзовой смолы, датированная около 200,000 лет назад. Древние люди использовали этот клей для крепления острий к древковым орудиям, таким как копья и стрелы.
В древнем Египте также использовались различные клеи, получаемые из растительных и животных материалов, для изготовления мебели, украшений и даже для бальзамирования мумий
.Эти древние формы адгезивов играли важную роль в развитии технологий и ремесел древних цивилизаций. Они позволяли соединять материалы, которые иначе было бы трудно или невозможно соединить, и открывали новые возможности в создании предметов повседневного пользования, оружия, искусства и зданий.
Древние китайские строители использовали смесь из извести, рисового кашицы и углекислого кальция для создания мортеля, используемого при строительстве, например, Великой Китайской стены. Эта смесь обладала удивительной адгезивной способностью, позволяющей камням тесно сцепляться друг с другом, создавая прочные и долговечные сооружения.
Современные исследования показали, что этот древний мортель на рисовой основе обладает необычайной стойкостью к разрушению и деградации, благодаря уникальному химическому составу и структуре материала. Учёные и инженеры изучают этот древний рецепт, чтобы разработать новые строительные материалы, способные выдерживать сильные нагрузки и изменения погодных условий.
Эта адгезивная технология, разработанная тысячи лет назад, демонстрирует, как древние цивилизации использовали инновационные методы для решения строительных задач и как эти методы продолжают вдохновлять современные исследования в области строительства
.Вы когда-нибудь задумывались, почему утки не примерзают к льду, когда они стоят на замерзшем озере? Оказывается, на лапах уток нет потовых желез, из-за чего они почти совсем не мокнут, и их температура очень низка. Это означает, что вода и лед не прилипают к их лапам, и утки не чувствуют холода от льда! Это своего рода «естественная антиадгезия», помогающая уткам выживать в холодных условиях.
