Przemysł nieustannie poszukuje nowych rozwiązań, które mają na celu zwiększyć innowacyjność i użytkowość produktów oraz poprawić ich parametry. Nad nowymi projektami nieustannie pracują tysiące inżynierów i naukowców, a efekty ich pracy można zobaczyć w przedmiotach, których na co dzień się używa. Nawet niewielkie usprawnienia mogą przynieść znaczące korzyści, a niektóre z nich wręcz stają się rewolucyjnymi. Bardzo duży postęp w ostatnich latach dokonał się na przykład w technice klejenia, między innymi dzięki rozwojowi przemysłu chemicznego.

Jak to robi natura

Naukowcy inspirację do swoich badań bardzo często czerpią z natury. I dokładnie tak samo wyglądało to w przypadku klejów, które jak się okazuje, są dość powszechnie wykorzystywane przez rośliny i zwierzęta. Nowoczesne kleje dla przemysłu, tak często dzisiaj stosowane, nie powstałyby, gdyby przez tysiące lat ludzie nie podglądali tego, co się dzieje dookoła nich. Ekspertami od klejenia są na przykład pająki – ich nici potrafią zatrzymać duże owady czy nawet małe ptaki, a jednocześnie są niezwykle lekkie i wytrzymałe. Gniazda ptaków, kopce termitów czy ikra ryb na wodorostach – wszędzie tam też wykorzystywany jest klej. Zresztą to właśnie przyroda dała człowiekowi pierwsze środki, przy pomocy których mógł on łączyć ze sobą różne przedmioty. Dzięki odpowiednim sposobom obróbki części zwierząt czy zebranych wydzielin z drzew i roślin uzyskiwało się kleje, które do dzisiaj robią wrażenie swoją wytrzymałością.

Do czego potrzebny jest klej

Teoretycznie przykładając do siebie dwa elementy o doskonale gładkiej powierzchni można uzyskać efekt ich trwałego połączenia ze sobą. W praktyce jest to niemal niewykonalne, gdyż takie powierzchnie musiałyby być wyrównane z dokładnością do pojedynczych atomów. Dlatego też, żeby mimo wszystko uzyskać zamierzony efekt, potrzebny jest dodatkowy pośrednik, który z jednej strony wypełni wszystkie nierówności, a z drugiej będzie odpowiednio mocno przylegał do łączonych elementów. A takim pośrednikiem są właśnie różnego rodzaju kleje dla przemysłu, do zastosowań biurowych czy majsterkowania. Taki pośrednik ma szczególnie trudne zadanie, jeśli musi dać sobie radę z materiałami o zupełnie różnych właściwościach fizycznych i strukturze, a często projektanci i inżynierowie właśnie tego wymagają.

Kleje w lotnictwie i przemyśle kosmicznym

Nowoczesne, zaawansowane technologie lotnicze czy kosmiczne wymagają ogromnej wytrzymałości, a jednocześnie kluczowe jest jak największe obniżenie wagi. Pierwsze kleje, stosowane przy produkcji samolotów, powstały już w czasie pierwszej wojny światowej, służyły one do uzyskiwania lekkiej i mocnej sklejki. Dużym wyzwaniem dla naukowców było też zastąpienie nitów połączeniami klejowymi, ze względu na nagrzewanie się poszycia w trakcie lotu. Typowe kleje dla przemysłu nie dawały sobie rady, szczególnie w przypadku szybkich myśliwców czy samolotów pasażerskich, i dopiero w latach siedemdziesiątych udało się uzyskać odpowiednie rozwiązania. Z klejów powszechnie korzysta też przemysł kosmiczny, to właśnie dzięki nim nastąpił tak dynamiczny jego rozwój. Jeden wyniesiony w przestrzeń kosmiczną kilogram to koszt rzędu 20-40 tysięcy dolarów, dlatego też szukano wszelkich możliwości na odchudzenie konstrukcji. Idealnie w tej roli sprawdziły się właśnie kleje, na przykład w kabinie Apollo tylko jedna warstwa blach była spawana, a wszystkie inne połączenia klejone.

Artykuł powstał we współpracy z firmą Buehnen.