ほぼ「接着剤」で組み立てられているクルマがある

このブログでも書いたことがありますが、私は接着剤に興味を持っていました。

残念ながらこの研究はできませんでしたが、カップ麺のようにぺりぺりはがすと簡単にはがれる物や、ウエットティッシュのように何回でもくっつくものなど本当に多彩です。しかしこの接着剤がなぜくっつくのかはいまだに謎になっているという話しもあります。

磁石がくっつくのが不思議なのと同様に、接着剤が物と物をくっつけるのは当たり前ではないようです。どうも「接着」という現象の根本的な仕組みは、まだ完全に解明されてはいないらしいです。

こういった接着の仕組みを調べている研究グループが、「接着剤が引きはがされるプロセスの電子顕微鏡によるリアルタイム観察」に成功しました。この産総研のグループによると、ここ10年くらいで接着剤に対する社会の期待が変わってきたそうです。

自動車、飛行機、建築物などの大きなものをくっつけることを「構造接着」と呼ぶそうです。それも含めて産業界には単に「くっつけばよい」では済まされない課題が山ほどあります。

最も大きなニーズがあるのは自動車業界で、電気自動車に置き換わる流れの中で、車体を軽量化するために鉄以外の軽い素材を使おうとしています。しかし鉄と違ってアルミや樹脂などの材料は、溶接で組み立てることができず、現実的な接合の方法は接着剤を使うことです。

市販されている瞬間接着剤などは、日常レベルでは強力ですが単なる仮止めみたいなもののようです。自動車分野で強力な接着剤の開発が進んでいるのはドイツをはじめとする欧州です。BMW社が製造した「i３」という車は、この分野の研究者や技術者に強い衝撃を与えました。

車体を丸ごとCFRP（炭素繊維強化プラスチック）でつくり、接合にはほぼウレタン系接着剤が使われています。ここで自然と求められたのが、はがれてしまう理由とさらには接着するメカニズムの解明です。

接着剤がくっつく基本的なメカニズムについては、昔から3つのモデルが考えられており、アンカー効果、分子間力、化学結合となっています。

アンカー効果は、いわば「機械的」な接着で、くっつけたいものの表面がざらざらしていると、その凸凹に接着剤が入って固まり、相互に絡み合うようにしてくっつきます。分子間力は、静電気のプラスとマイナスがくっつくような静電的な相互作用です。

化学結合は、基材表面の物質と接着剤の物質が、共有結合や水素結合などによってくっつくとされています。しかし瞬間接着剤がこの3つのどの作用でくっついているのかも、まだはっきり分かっていないとしています。

まだまだ謎だらけの接着材ですので、何とか研究してみたい気持ちが強くなりました。