Por Que a Super Cola É Perfeita para a Pele

aqui estão dois cilindros de metal e uma única gota de super Cola após secar é possível se pendurar nessa única gota de adesivo meu Deus isso é loucura então como a supercola é tão forte é isso que eu quero descobrir e ao longo do caminho Vamos aprender como ela seca tão rapidamente Porque é tão boa em aderir à pele como salva vidas e como pode até ajudar a resolver nosso problema de poluição por plásticos Além disso se é tão forte uma única gota pode facilmente levantar mais de 3 toneladas por é fraca Em certas circunstâncias a mãe vai nos matar em 1942 os Estados Unidos da América estavam em guerra e para acelerar a produção de miras de armas a easterman codec Company estava procurando um plástico transparente que pudesse ser moldado em vez de moer lentes de vidro O químico Harry coover estava trabalhando em um composto chamado ciano acrilato parecia promissor mas tinha a infeliz tendência de grudar em tudo que tocava coover chamou isso de uma dor Severa com o fim da guerra se aproximando a Kodak desistiu de encontrar um substituto de plástico e seguiu produzindo miras de vidro em 1951 coover tentava novamente desenvolver um plástico transparente agora para coberturas de jatos se ele conseguisse resolver o problema da aderência o se no acrilato funcionaria coover apresentou o material ao seu colega Fred joiner porém com instruções rigorosas eu disse a ele olha não tire o índice de refração deste material se você fizer isso vai estragar o refratômetro porque vai colar tudo junto mas após testar 909 outros compostos joiner havia esquecido então Ele preparou o non teste espalhando seano acrilato entre dois prismas após medir joiner não conseguiu separar os prismas Ele entrou em Pânico o refratômetro avaliado em quase 10.000 ajustados pela inflação foi destruído Mas em vez de ficar bravo coover teve um lampejo de ideia ele pegou uma amostra de ciano acrilato e começou a colar tudo ao seu alcance placas de vidro tampas de borracha espátulas de metal madeira papel em todas as diferentes combinações ele disse tudo colava em tudo quase instantaneamente e com ligações que eu não conseguia separar com essa descoberta Ele batizou o composto de adesivo eastman 910 pois era a 991ª substância testada na busca da empresa mas hoje em dia todos chamam isso de superca Então como funciona tão rapidamente com tanta força em tantas coisas diferentes une quase tudo um botão um plug uma bota de borracha um broche uma vara de pescar uma manopla de bicicleta aviões e trens de modelo uma maçaneta um parafuso um estojo de lanterna e um acabamento quebrado a supercola no tubo é um líquido de moléculas monômeros iguais a molécula é Ceno acrilato de étila quando colocado entre duas superfícies o líquido flui para todos os poros e fendas Então os monômeros começam a reagir entre si formando longas cadeias poliméricas isso transforma a cola de um líquido para um sólido e neste ponto ela não pode mais ser retirada das rachaduras e fendas Então ela fica presa no lugar e as duas superfícies estão conectadas se você já tentou colar superfícies muito lisas isso provavelmente explica porque a supercola adere mal há poucas fendas ou poros para Que ela possa se prender para corrigir isso você pode lixar as superfícies para adicionar textura assim quando a cola líquida solidifica Ela gruda nas rachaduras mas o que faz com que os monômeros solidifique em vez de permanecerem líquidos Como estão no tubo o cianoacrilato de etila está pronto para reagir Devido as suas duas ligações duplas e uma tripla próximas o que o torna tão reativo é que você tem uma ligação dupla ligada a um grupo nitrila e a um grupo Ester o excepcional é que a química desses grupos tornaria a ligação dupla muito deficiente em elétrons os átomos de oxigênio e nitrogênio atraem mais elétrons do que os carbonos isso deixa o carbono levemente carregado positivamente ele é Faminto e está procurando atacará e iniciará uma reação com qualquer coisa levemente eletronegativa na presença de um íon negativo a ligação dupla de carbono se rompe e quatro ligações simples se formam mas os grupos de nitrila e Ester são tão eletronegativos que puxam o elétron Extra através da molécula tornando este carbono negativo isso convida outro carbono levemente positivo em um monômero separado para atacar E agora eles estão quimicamente ligados o início de uma cadeia polimérica e uma vez que isso acontece agora tem a capacidade de reagir com todos aqueles outros monômeros Famintos por supercola e polimerizar rapidamente é uma espécie quimicamente muito reativa esse único iniciador começou uma reação em cadeia o próximo monômero novamente puxa o elétron e mais e mais monômeros se ligam formando cadeias cada vez mais mais longas Até que a super Cola tenha solidificado geralmente leva de 10 a 30 segundos para fixar isso era muito mais rápido que outros adesivos disponíveis nos anos 50 muitas colas como a cola branca e a cola em bastão funcionam por secagem Então você tem que esperar a água evaporar mas com a super Cola é quase o oposto enquanto eu prototipa sin átomos imprimi em TRS de conchas de plástico e as colei com com super Cola um dia eu estava tentando abrir uma garrafa de super Cola onde a tampa tinha colado no bico então tentei torcera com os meus dentes mas a garrafa explodiu enchendo minha boca com super Cola eu estava pensando que poderia ter alguns segundos para cuspir antes que a saliva na minha boca endure mas a superca realmente endureceu na hora ela grudou nos dentes e na língua tive que pedir para minha esposa tirar isso dos meus dentes com uma pinça felizmente não colou nada essencial deve ter solidificado muito rápido e a razão para isso é porque a polimerização da supercola é realmente desencadeada pela água os átomos de oxigênio levemente negativos na molécula de água Polar e os íons hidróxido negativos na água frequentemente rompem a dupla ligação de carbono iniciando a formação de cadeias e a água está em todo lugar ou seja a umidade no ar e pequenas partículas de água na maioria das superfí ou absorvidas em materiais Como tecidos é por isso que a supercola seca rapidamente em quase todas as superfícies cada molécula de água pode iniciar a formação de uma cadeia polimérica uma técnica forense utiliza vapores de supercola para extrair impressões digitais de superfícies não porosas quando você pega algo sua mão deixa para trás umidade e olhos que são perfeitos para a supercola se ligar e isso também torna a pele ideal para aderir existem tem muitas rugas e poros para a supercola se infiltrar além disso a proteína colágeno tem uma série de regiões negativas que podem iniciar a reação de polimerização e se ligar diretamente a um monômero então sua pele é a superfície ideal para a supercola aderir por isso é tão difícil de remover algumas de suas moléculas se incorporam à cadeia polimérica há um estudo de caso médico onde alguém derramou ciano acrilato por toda a mão então ele rapidamente foi lavá com água e sabão mas isso acelerou a reação de polimerização e suas mãos ficaram coladas então ele procurou vários profissionais médicos e recebeu conselhos terríveis Eles tentaram álcool água e sabão eles também tentaram separação física e ele foi consultar cirurgia dermatológica Mas finalmente alguém sugeri acetona acetona ou removedor de esmalte dissolveu a cola e libertou suas mãos Infelizmente hoje em dia algumas embalagens de super Cola se assemelham muito às de colírios centenas de pessoas estão colocando superca diretamente nos olhos nesse caso a acetona não é a solução Não Tente separar as pálpebras apenas busque atendimento médico a supercola é forte para demonstrar isso e promover seu novo produto coover foi a um programa de jogos Ele demonstrou que com apenas uma gota de cola conseguia se Erguer e suspender o o apresentador no ar aqui vamos nós uma gota de [Música] cola após 24 horas suportaria algo em torno de 15.000 L uma gota de cola Doutor Deve estar orgulhoso disso Imagino que muitos anos de pesquisa foram necessários para sua descoberta certo não na verdade não foi Gary essa descoberta foi acidental bom para você os polímeros de supercola São principalmente cadeias lineares únicas entre as superfícies eles têm uma direcionalidade similar à textura da Madeira as cadeias são densamente compactadas com ligações cruzadas entre elas tornando o polímero bastante rígido quase tão duro quanto um capacete de segurança isso o torna forte em compressão a supercola é mais forte sob tensão quando puxada na mesma direção das cadeias internas a resistência à tração da supercola pode ser superior a 25 mpca O que é semelhante a outros polímeros O que significa que um pedaço quadrado de apenas 5 cm de lado poderia suspender um elefante africano adulto Mas a supercola também tem suas fraquezas é frágil Então se houver um impacto repentino ela simplesmente se desfaz como a supercola reage muito rapidamente geralmente produz cadeias de polímeros realmente curtas que tem uma matriz com estresse incorporado sempre que temos estresse em um material é um potencial ponto de falha O que torna um adesivo excelente é também seu ponto fraco em alguns casos polietileno polipropileno nylons como aqueles plásticos maleáveis suas cadeias poliméricas e sua química são Tais que eles podem absorver muito Impacto se uma força for aplicada eles meio que se deformaram Enquanto nas cadeias de um polímero de supercola ele não tem a capacidade de fazer isso então qualquer Impacto que ocorrer vai fisicamente quebrar essas ligações rígidas e também será meio que absorvido nesses pontos de tensão e causará a fratura de todo o conjunto A supercola também é fraca se uma força for aplicada perpendicularmente às cadeias de polímeros Ou seja é fraca em cisalhamento neste teste de cisalhamento a tensão se libera Rompendo a ligação da supercola o cisalhamento é meio que uma combinação de forças Então você meio que tem uma compressão e uma acontecendo a tensão é uma força bastante unidirecional e as cadeias de polímeros conseguem se deformar o suficiente no entanto no cisalhamento temos um conjunto mais dinâmico de forças ocorrendo e elas se quebram todas de uma só vez a força de cisalhamento não se espalha uniformemente é maior nas bordas e Menor no meio e como a supercola é tão frágil ela não consegue redistribuir esse estresse fazendo com que a ligação falhe é ainda Pior se você tentar descascar uma extremidade de uma superfície nesse caso toda essa força está em alguns polímeros Então as cadeias se quebram uma a uma como um zíper sendo aberto Duas Barras longas coladas com supercola podem ser fortes devido à grande área de superfície mas se uma extremidade quebrar o resto pode facilmente se descolar uma ligação quebrando é ruim mas há materiais aos quais a supercola nem mesmo consegue aderir então Aqui nós temos uma garrafa de leite e ela é feita de um plástico chamado polietileno Vamos colocar uma gota bem aqui mas é tão fraco Você pode ver que a cola fez um filme perfeito e não gruda de jeito nenhum os materiais aos quais a supercola não adere se enquadram na categoria conhecida como quimicamente inertes e por inerte isso apenas significa que eles não têm locais reativos então a supercola é tão reativa porque é muito deficiente em elétrons tá procurando por qualquer fonte de elétrons mas você tem um polipropileno ou um polietileno ou um teflon e o carbono ama o carbono e o carbono não está compartilhando seus elétrons então não há nada na superfície que esteja disposto a doar qualquer reatividade mesmo adicionando iniciadores Como pulverizar água ainda não funciona isso porque esses materiais são hidrofóbicos e não porosos se você pulverizar uma f folha de polipropileno com água ela simplesmente cairá certo é como a repulsão da água em uma superfície hidrofóbica então se você derramar supercola em cima da água cola em cima da água ela simplesmente ficará como uma massa de supercola em cima e então você pode simplesmente descascara a maioria das supercolas especificamente adverte contra o uso em polietileno e polipropileno porque não vai aderir Mas isso é de fato algo bom você precisa ter algo que a superca não vai aderir para que possa a ser contida e armazenada sem endurecer a supercola logo achou usos na indústria sua primeira venda foi para Mason e hanger em 1956 que a usou para montar bombas atômicas logo diferentes aditivos foram criados para alterar as propriedades do etil Siano acrilato puro os monômeros por si só são muito líquidos quase como água então as empresas adicionaram agentes espessantes como sílica em fumaça para transformá-lo em um gel a sílica em fumaça forma estruturas ramificadas que aumentam a viscosidade geralmente é adicionado algum ácido para inibir a polimerização no tubo se você quer acelerar a configuração da supercola uma maneira é adicionar mais íons negativos os iniciadores que começam a reação de polimerização aceleradores prontos para uso podem ser comprados para este propósito mas muitos entusiastas do faça você mesmo e profissionais de manutenção utilizam bicarbonato de sódio ele reage com a umidade do ar para produzir Íons de hidróxido Então quando você adiciona super Cola ela se configura mais rápido devido aos iniciadores de ions além disso forma um composto realmente duro você pode usar camadas de supercola e bicarbonato de sódio para fortalecer uma junta e preencher lacunas ela pode ser perfurada ou lixada após a fixação é interessante ver como o bicarbonato de sódio em solução acelera a polimerização da supercola ao misturar água pura com supercola formam-se pequenas gotas de plástico a cola seca rápido mas não o bastante para manter todo o fluxo conectado com bicarbonato de sódio dissolvido na água a supercola seca mais rápido ainda isso cria um comprimento contínuo de polímero O que é realmente legal de ver mas o plástico resultante é frágil e pode ser facilmente esmagado se você quer colar coisas debaixo d’água com super Cola a chave é realmente desacelerar a polimerização com um ciano acrilato em gel os espessantes retardam a reação dando tempo suficiente para aplicar e fixar objetos uau Olha lá colado debaixo d’água não é nemhum encaixe perfeito eu não montei direito mas ainda está [Música] preso um dia o filho mais velho de coover cortou o dedo acidentalmente enquanto fazia um modelo como um pai de raciocínio rápido e com mentalidade experimental coover pegou a super Cola que trouxe do laboratório e aplicou no corte ele selou instantaneamente co percebeu imediatamente seu potencial na medicina e começou a trabalhar ele imaginou uma cola capaz de substituir suturas mas sua equipe logo enfrentou três problemas principais primeiro enquanto a super Cola seca as ligações formadas liberam calor Isto é um algodão comum Eu apenas vou adicionar um pouco de super Cola líquida 86 meu Deus está começando a soltar massa 93 99 108 está fazendo meus olhos lacrimejarem 120 se fizer isso em casa use óculos de proteção e respirador de preferência ao ar livre estou sentindo agora está quente quente ao toque o algodão tem uma grande área de superfície e absorveu muita água então a superca seca ainda mais rápido que o usual e libera todo o seu calor de uma vez se eu na pele o aumento da temperatura não seria tão dramático mas o suficiente para irritar uma ferida o segundo problema é que com o tempo a superca no corpo se decompõe e algumas das coisas em que se decompõem são substâncias químicas tóxicas como o formaldeído e finalmente a supercola é dura e frágil diferente de nós somos basicamente sacos macios de carne e água portanto um adesivo para tecido vivo precisa ser macio e flexível durante todo o processo de cura surpreendentemente coover e sua equipe Descobriram que todos esses problemas poderiam ser resolvidos com uma única alteração molecular bastava aumentar o número de carbonos na cadeia alquílica com cadeias de carbono mais longas leva mais tempo para os monômeros se unirem o que diminui a velocidade da reação isso reduz a taxa de liberação de calor evitando um aumento significativo súbito de temperatura polímeros mais longos se decompõem mais devagar dando tempo suficiente para a ferida cicatrizar antes que a cola libere toxinas no corpo é removido antes que ocorra e finalmente como a reação é mais lenta há mais tempo para os monômeros flutuarem e formarem polímeros mais longos esses polímeros mais longos absorvem melhor o estresse do que cadeias curtas permitindo que a cola flexione mais sem quebrar com os principais problemas resolvidos coover submeteu um pedido à administração de alimentos e em 1964 para supercola médica o exército americano demonstrou grande interesse no adesivo de coover e desenvolveu um spray de supercola médica para ser utilizado durante a guerra do Vietnam o spray salvou Vidas em um caso uma bala atingiu um soldado de 24 anos passando por seu rim e fígado após a remoção parcial de seu fígado ele recebeu 12 l de sangue isso bastava para repor todo sangue corporal dele duas vezes mas a hemorragia não cessava ele faleceu Por meios convencionais então o cirurgiões borrifar supercola diretamente no fígado o sangramento parou os sinais vitais voltaram ao normal e o soldado se recuperou apesar de seu sucesso no campo de batalha A supercola médica ficou presa em burocracia por anos tanto que coover teve que abandonar o projeto e foi até 1998 quando ele viu seu sonho de uma cola mé aprovada um dois ociano acrilato chamado dermabond a supercola médica agora cresceu para ser uma indústria de 900 milhões de dólares por ano nos 74 anos desde a descoberta acidental de coover o seano acrilato se tornou uma indústria de 3 bilhões mas seu Impacto não para por aí porque agora os cientistas estão recorrendo à pesquisa original de coover explorando seu uso como plástico e isso pode muito bem resolver um dos maiores problemas que o planeta enfrenta Como reciclar a montanha de plástico que produzimos a cada ano os fabricantes podem triturar derreter e reformar outros plásticos mas os polímeros se degradam então a qualidade é pior e o processo gera microplásticos Então você só pode reciclar mecanicamente e termicamente dessa maneira um certo número de vezes antes de obter um material que é meio inútil ele ainda ficará no ambiente e não vai se decompor mas não é útil a super Cola é é única se você aquecê-la até 210º C ele vai se decompor novamente em monômeros puros estes podem ser destilados E então reativados de volta em polímero fresco temos um material Inicial que transformamos em plástico e sob certo estímulo Podemos revertê-lo ao material original Então vamos tentar fazer um plástico a partir disso já que o objetivo de um plástico problemas primeiro como você molda algo que gruda basicamente em tudo e segundo a supercola por si só é frágil como você evita que ela quebre o grande problema é a manos habilidade esse era meio que o problema original eles descobriram que este plástico não é tão bom porque gruda em tudo foi assim que descobriram que era um ótimo adesivo então nos deparamos com o mesmo problema mas co não tinha os plásticos modernos que temos hoje polipropileno e teflon São tão inertes que não ativam a supercola portanto eles são os materiais ideais para manusear os monômeros nós conseguimos manuseá-lo de fato então isso foi uma grande conquista Podemos trabalhar com este material em seguida para reduzir a fragilidade você precisa de super cola para formar longas cadeias que se emaranham este problema pode ser dividido em duas partes primeiro muitos iniciadores resultam em várias cadeias poliméricas curtas segundo à medida em que a supercola seca as cadeias existentes congelam e não se conectam alguns monômeros não utilizados podem não conseguir chegar ao local correto para se anexar resolvendo esses dois problemas resultará em cadeias mais longas a primeira solução é usar uma base muito fraca ao misturar um pouco desta base fraca há iniciadores suficientes para começar a reação de polimerização mas não muitos Então as cadeias poliméricas acabam sendo mais longas usamos dimesol de metil sulfóxido que em nenhum outro contexto seria usado como iniciador Mas era apenas suficientemente eletronegativo para que pudéssemos iniciar uma reação que poderia ir devagar e prosseguir de uma maneira que produziu um bom e sólido plástico depois você precisa de um solvente neste caso acetona e o que é um solvente é apenas um meio que dilui as condições ele não participa da reação geralmente ele proporciona mobilidade adicional ao misturar a cola e o iniciador na acetona os polímeros móveis formam cadeias mais longas e estáveis do que o normal e depois de um tempo toda a supercola endurece a acetona evapora e o novo plástico é [Música] removido para reutilizar basta aquecer e destilar para recuperar os monômeros de superca então eu conseguiria em média cerca de 93% O que é excelente em comparação mesmo os plásticos mais reciclados não Retornam à mesma qualidade podendo ser reciclados apenas uma ou duas vezes antes de acabarem em aterros sanitários sou a maior fã da supercola e espero que ela possa ter um impacto real na sustentabilidade e revolucionar a forma como olhamos para os plásticos e materiais com os quais convivemos por décadas Ok e se usasse isso para outra finalidade cover disse que era necessário ter a mentalidade certa para ver o ciano acrilato como um ótimo adesivo a primeira vez que ele trabalhou com isso ele estava pensando em miras de armas e nada além de miras de armas suas qualidades pegajosas incomodavam a segunda vez que ele encontrou isso seus colegas se fixaram no refratômetro quebrado mas ele finalmente pôde ver a qualidade que o frustrava como um benefício após décadas de pesquisadores verem isso apenas como um adesivo útil foi preciso outro lampejo de inspiração para enxergar novamente seu potencial como plástico Como coover disse isso deve servir como um lembrete para todos nós sermos de mente aberta e Curiosos o suficiente para perseguir eventos inexplicados e resultados inesperados que podem desvendar novos segredos e levar a novas e empolgantes descobertas do Futuro