撕出石墨烯的胶带,究竟有何奥妙(下)

魏昕宇 2019-12-3120:41:15 评论 989 views

《塑料的世界》系列

撕出石墨烯的胶带,究竟有何奥妙(下)

​​​​撕出石墨烯的胶带,究竟有何奥妙 (上)

​​撕出石墨烯的胶带,究竟有何奥妙 (中)

四、被压敏胶带改变的生活

压敏胶带最早进入公众的视野可以追溯到19 世纪40 年代。当时一位名叫霍勒斯·戴(Horace Day)的外科医生将天然橡胶等原料覆盖到织物的表面,从而发明了最早的医用胶带。19 世纪70 年代,强生公司开始大规模生产医用胶带。

到了20 世纪20 年代,强生公司一位名叫厄尔·迪克森(Earle Dickson)的棉花采购商在无意间做出了一项改变历史的发明。厄尔的妻子约瑟芬(Josephine Dickson)是位家庭主妇,每天忙于操持家务,身上被刀划破口子是难免的事。每次受伤之后,约瑟芬总是先用纱布覆盖伤口,再用医用胶带把纱布覆盖住,但这样很不方便。厄尔灵机一动,将一小块纱布预先粘在胶带有胶那一面的中心。这样,约瑟芬可以直接将胶带裹在受伤处就可以了。厄尔很快意识到他的发明不仅让妻子做家务时更加方便,还能让千千万万的人受益,便把它介绍给了自己的上司。于是一种新的压敏胶带问世了,这就是如今几乎每个家庭药箱中都必备的创可贴。

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发明创可贴的厄尔·迪克森(1892—1961)和妻子

在厄尔发明创可贴的同一时期,在美国明尼苏达州,一位名叫理查德·德鲁(Richard Drew)年轻人拿着几张砂纸走进一家汽车修理店。德鲁供职于明尼苏达矿业与制造公司,也就是后来大名鼎鼎的3M 公司,砂纸是公司当时的主要产品之一。

德鲁此行的目的本来是测试和推销公司的砂纸,却无意间听到修车工人的抱怨。当时车身涂有两种颜色的汽车颇受消费者欢迎,然而这却让汽车制造商和修理商苦不堪言。因为在将车身某些区域喷涂上一种颜色时,必须将剩下的区域遮盖好以免被油漆玷污。工人们尝试将旧报纸粘在车身表面,这样虽然能够有效提供遮盖,但当喷涂完毕时,人们往往需要费很大力气才能将遮盖物移除,而且在移除的过程中,车身表面的涂层往往会受到损坏。当时的德鲁对胶可以说一无所知,但他仍然下决心解决这一困扰修车工人的大问题。经过几年的不懈努力,他终于开发出了圆满解决这一问题的压敏胶带。

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理查德·德鲁(1899—1980),美国发明家

德鲁最初开发出的压敏胶带在修车行试用时效果不够理想,不满意的修车工人嘲笑德鲁说:“把这些胶带拿回到你的苏格兰老板那里,告诉他们多放一点胶!”这里的“苏格兰”带有贬义,指人吝啬,德鲁却干脆把用作自己产品的名字,这就是日后风行世界的Scotch胶带。

不过德鲁的故事到这里还没有结束。当时杜邦公司刚刚推出了一种新产品—基于纤维素的薄膜。这种薄膜轻便、无色透明且不透水,因此得名玻璃纸,非常适合用于食品包装。一位3M 公司的员工向德鲁提议将玻璃纸作为胶带的基材。此时已经升任公司实验室主管的德鲁采纳了下属的建议,并立刻组织力量进行研究。最初,新产品的研发遇到了很大的困难,例如玻璃纸在涂抹胶的过程中容易卷曲甚至破裂,胶本身带有颜色,影响玻璃纸无色透明的外观,等等。德鲁和同事们通过改进产品配方和生产工艺,逐渐克服了这些技术难题。终于,在1930 年,最早的透明压敏胶带面世了。但正当德鲁和同事们准备分享成功的喜悦时,他们却发现凝聚着自己心血的新产品的未来似乎开始变得黯淡。其中的一个原因是杜邦开发出了直接密封玻璃纸的工艺,这使得基于玻璃纸的胶带变得多余。但更重要的原因在于,席卷美国乃至世界的大萧条开始了。

然而出乎德鲁意料的是,当各地的经济遭受重创时,他发明的透明胶带不仅没有被冷落或遗忘,反而备受欢迎。几乎每一天,人们都能为透明胶带找到新的用途。由于透明胶带的巨大成功,3M 公司在一片衰退中居然迅速发展壮大,成为大萧条期间少数几家没有裁员的公司。由于不少顾客抱怨成卷的胶带很难使用,1932 年,3M 公司一位名叫约翰·博登(John Borden)的销售经理发明了现在广泛使用的胶纸座。胶纸座将胶带固定在一头,然后通过另一头的锋利的锯齿切断胶带,使用起来非常方便。有了胶纸座,压敏胶带更成为人们日常生活中必不可少的组成部分了。

时光飞逝,转眼到了20 世纪60 年代。3M 公司的斯潘塞·西尔弗(Spencer Silver)博士受命开发新的能够用于压敏胶带的高分子材料,但测试结果令他大失所望:公司希望新的材料能够牢固粘住物体,而他开发出的材料黏合效果却很差,轻轻一撕就会从物体表面剥落。

不甘心就此放弃的西尔弗尝试为自己的发明找到其他用途。几年后的一天,他遇到公司同事阿特·弗赖(Art Fry)。弗赖每周都要参加教会合唱团的活动,活动结束时他会把纸质书签夹在乐谱中用来标记下一次要唱的曲目。然而这些书签常常会移动位置甚至不翼而飞,这让他大感不便。听完西尔弗的介绍,弗赖突然想到,如果把这种新材料涂在书签背面,那么书签就可以牢固地待在特定的位置,而用完之后又可以方便地移走,不会在页面上留下任何痕迹。两人一拍即合,很快开始了实验。1980 年,两人的合作结出了果实,一种新的产品出现在美国的商店里,它就是如今人们耳熟能详的便利贴。便利贴的正面可以书写,背面的胶条使得它可以很容易地贴在各种表面,不需要时又可以方便地取走。如今遍布墙上和桌上的便利贴不仅成为办公室一道亮丽的风景,还极大地改变了人们思考与交流的方式。

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阿特·弗赖(1931—),便利贴发明人之一

压敏胶带下一次改变世界将会是什么时候呢?或许被海姆和诺沃肖洛夫用胶带撕下来的石墨烯将成为耀眼的大明星,让我们拭目以待吧。

(完)

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魏昕宇

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