A szupervegyület, amit kétszer fedeztek fel

Bevezetésképp érdemes röviden áttekinteni a ragasztásra használt anyagok történetét. A régészeti emlékek tanúsága szerint az ősember már mintegy 200 ezer évvel ezelőtt használta a nyírfakátrányt kőszerszámai alkotórészeinek összetapasztására. Több összetevőből álló ragasztóanyagot 70 ezer éve alkalmaztak először Dél-Afrikában kőbalta készítésére. Kr. előtt 4000 körül fakéregből nyert gyantát használtak törött agyagedények javításánál, a babiloni templomokban elhelyezett szobrok elefántcsontból készült szemgolyóit pedig bitumenes kötőanyaggal rögzítették.

Ötzi, az olasz–osztrák Alpokban megtalált, mintegy 5300 évvel ezelőtt élt vadászó „jégember" nyilainak tűzkőből készült hegyét faszén és nyírfakátrány keverékével tapasztották a nyílvesszőhöz, s ezzel a keverékkel erősítették a gleccsermúmia mellett talált rézbalta fejét is a nyélhez.

A görög ácsmesterek „ragasztóreceptje" az alábbi összetevőket sorolta fel: tojásfehérje, vér, csontok, tej, sajt, zöldségek és magvak. A rómaiak többek közt kátrányt és méhviaszt használtak ragasztóanyagként, építkezéseiknél pedig vulkáni hamuból és homokból kikevert habarccsal dolgoztak.

Egyes források szerint a középkori Európában és a Távol-Keleten állati eredetű anyagokat használtak egyebek mellett hangszerek javítására, illetve festékek kötőanyagaként. Az újkori történelemben a 17. század végétől kezdődött a ragasztószerek ipari méretű használata. Az első, állatbőrt feldolgozó ragasztógyár Hollandiában létesült 1690-ben, ezt követően 1750-ben szabadalmaztatták Nagy-Britanniában a halenyvet, majd 1876-ban az Egyesült Államokban egy kazein- (fehérje-) alapú anyagot. Később, az autóipar fejlődésével megjelentek a gumialapú, valamint a szintetikus ragasztószerek. Ez utóbbiak közé tartozik a pillanatragasztó is.

A pillanatragasztó (újra)felfedezése

A pillanatragasztó atyja, Harry Wesley Coover 1917. március 6-án született a Delaware állambeli Newarkban. Vegyésznek tanult, a Cornell egyetemen diplomázott, ahol később doktori fokozatot is szerzett. Már egyetemi évei alatt felvették az Eastman Kodak fotóvállalathoz, amelynél aztán évtizedeken át dolgozott, 1973 és 1984 között pedig alelnöke volt. A világhírű cég nemcsak kereskedelmi forgalomban kapható fotóeszközöket, hanem katonai berendezéseket is készített: az első világháború alatt fényképezőgépeket gyártott az amerikai hadsereg híradóalakulatai számára, továbbá cellulóz-acetátot termelt, amit lakkrétegként a haditengerészet repülőgépeinek burkolatára kentek, hogy vízállóvá tegyék azokat. A cég által előállított celluloidot a gázálarcok törhetetlen szemvédő üvegének gyártásához használták fel.

A második világháború során, 1941-től kezdve a Kodak optikai mérnökei bombázórepülők célzóberendezései és éjjellátó készülékek tervein dolgoztak, a cég vegyészei pedig a hadsereg számára próbáltak műanyagokat és vegyszereket előállítani. Coover – aki akkoriban a Cornell egyetem végzős hallgatójaként diplomamunkáját írta – egy vegyészcsoport tagjaként azt a megbízást kapta, hogy kísérletezzen ki a kézifegyverek irányzékához felhasználható, lehetőleg még az üvegnél is jobb optikai tulajdonságokkal rendelkező, tökéletesen átlátszó anyagot. Kutatásai során 1942-ben formaldehidből és cián-acetátból cián-akrilátot állított elő.

Az újfajta vegyület csakugyan transzparensnek bizonyult (ezért ebben az értelemben Coover jogosan mondta visszaemlékezésében, hogy „megfelelt a célnak"), azonban – a kutatók legnagyobb meglepetésére és bosszúságára – mindenhez nagyon gyorsan és erősen hozzáragadt, amivel csak érintkezett. Az összes addig ismert ragasztószernél erősebb, „problémás" anyagot ezért nem lehetett irányzékok gyártásához felhasználni, így a projekt kudarccal végződött. A sors iróniája, hogy ez a kezdetben bosszantónak tartott tulajdonsága volt az, ami miatt a vegyület később világhírűvé vált.

Coover azonban akkortájt még nem ismerte fel saját felfedezése jelentőségét, és felhagyott a további kísérletezéssel, de azért mindenesetre megőrizte a különös vegyület felfedezésének kutatómunkáját dokumentáló feljegyzéseit.
Itt jegyezzük meg, hogy a cián-akrilát rendkívüli ragasztóképessége természetesen kémiai összetételén alapul: a vegyület úgynevezett monomerjei (egyszerű molekulái) képesek nagy számban összekapcsolódni egymással, azaz a levegőben lévő oxigén és páratartalom, illetve a ragasztandó felület nedvességének hatására polimereket (ismétlődő egységekből felépülő nagyméretű molekulákat) alkotnak. A polimerizációnak nevezett, katalizátort nem igénylő láncreakció sebességének köszönhetően a ragasztó nagyon gyorsan, pár másodperc alatt megszilárdul.

A szupererős ragasztó „úirafelfedezésére" – akárcsak az első alkalommal, másodszor is a véletlennek köszönhetően – kilenc évvel később, 1951-ben került sor.
A ’30-as és ’40-es évek során a repülőgépek sebessége egyre nőtt, amihez a kezdetben üvegből készült kabintetők már nem bizonyultak megfelelőnek. Az akrilalapú műanyagokból előállított, erősebb és átlátszóbb plexi fedelek jobb kilátást biztosítottak a pilótáknak, ezért a vadászgépek fülketetőinek gyártásához a mai napig is ezt az anyagot használják.

A Kodak cég az 50-es években azonban nagyratörő terveket szőtt: a sugárhajtású repülők pilótakabinjaihoz az akrilszármazékokra alapozva egy még a plexinél is erősebb, ellenállóbb, átlátszóbb és hőállóbb anyagot akart kifejleszteni. Coover vezetésével egy vegyészcsoport feladatul kapta egy ilyen tulajdonságokkal rendelkező anyag kikísérletezését. A csoport egyik kutatója, Fred Joyner hosszú listát állított össze a szóba jöhető vegyületekről.

Miközben a listán 910-es számot viselő, ígéretesnek tűnő etil-cián-akrilát fénytörő képességét vizsgálta, a folyadékot egy refraktométer üvegprizmái közé helyezte. A cián-akrilát olyan erősen összeragasztotta a két üvegdarabot, hogy azokat nem lehetett többé szétválasztani. Joyner pánikba esett, ami érthető is, hiszen tönkretette a méregdrága – akkori áron mintegy 3000 dollár értékű – készüléket. Ez a fejlemény azonban Coovert ráébresztette kilenc évvel korábbi kísérleteinek jelentőségére, és tüstént nekilátott kipróbálni a laborban található összes tárgyon a ragasztó hatását – méghozzá sikeresen, mivel a legtöbb felületen található némi nedvesség. Így történt, hogy a tudomány nevében Joynert végül is nem büntették meg az elromlott berendezés miatt.

Hét évvel később a Kodak cég piacra dobta Eastman 910 néven a pillanatragasztó legelső változatát (egyes források szerint a megnevezésben a 910-es szám nem a cián-akrilát sorszáma a már említett listán, hanem azt jelzi, hogy a ragasztó 9-10 másodperc alatt szilárdul meg). Coover nem sokkal ezután, 1959-ben egy tv-show-ban demonstrálta kutatásának eredményét: a pódium fölé egy vízszintes fémrudat eresztettek le, amely felfüggesztésének két fémrészét mindössze egyetlen(!) cseppnyi pillanatragasztó erősítette egymáshoz. Ezután a rúdba kapaszkodó Coovert a levegőbe emelték, és – csodák csodájára – a ragasztó megtartotta őt, sőt a műsor házigazdáját is, aki az álmélkodó közönsége szeme láttára Coover mellé felkapaszkodott a rúdra! Mint a későbbi tesztek során kiderült, egy pillanatragasztóval daruhoz erősített acélszerkezet képes egy autót is a levegőbe emelni, mivel a ragasztónak köszönhetően a daru teherbíró képessége több mint 2000 kilogramm.
(Lásd a cikkhez mellékelt videót!)

A pillanatragasztó előállítási költségei kezdetben nagyon magasak voltak, ezért az ’50-es, ’60-as években kizárólag ipari felhasználók számára gyártották. A nagyközönségnek egészen 1973-ig kellett várni az általános kereskedelmi forgalomba szánt, olcsó ragasztók megjelenésére. Napjainkban egyes cégek több mint 40-féle különböző változatban gyártják ezt a ragasztótípust. Az univerzális, fém-, gumi- és műanyag felületekre alkalmazható egykomponensű pillanatragasztó – angolul „Super Glue" – eme változatai sok esetben még az összeragasztott felületek anyagainál is erősebbnek bizonyulnak. Felhasználási lehetőségeik gyakorlatilag korlátlanok, a modellezéstől és a háztartások törött tárgyainak összeragasztásától kezdve a barkácsolás, a fém-, illetve műanyag-feldolgozás folyamatában, a gumiiparban, gépek, bútorok és gépkocsik gyártásánál, valamint a világítástechnika területén és a villamosiparban, sőt például az igazságügyi laboratóriumokban ujjlenyomatok azonosítására is használják őket – és a lista korántsem teljes…

További érdekesség, hogy a pillanatragasztóval átitatott vattadarab felmelegszik és meggyullad, ami túlélési helyzetekben elvileg ugyan hasznos lehetne, ám sajnos a kémiai reakció során keletkező füst mérgezést okozhat, ezért ez mégsem igazán alkalmas módszer a tűzgyújtásra.

Katonai célú alkalmazások

Mint már említettük, a cián-akrilátot eredetileg a hadiipar számára kísérletezték ki, ám egy darabig úgy tűnt, ezen a téren nem váltja be a hozzá fűzött reményeket – legalábbis a célzóoptikákat és az átlátszó pilótakabin-tetőket illetően. Katonai célú felhasználása azonban mégsem váratott magára sokáig. 1956 és 2001 között az Egyesült Államok nukleáris fegyvereit a Mason & Hanger műszaki vállalat üzemében, a Texas állambeli Amarillo városához közeli Pantex Plantban szerelték össze. Coover szerint a vállalat pillanatragasztót is felhasznált az atomrakéták alkatrészeinek összeállításához.

A hadsereg azonban a pillanatragasztónak mindenekelőtt a katona-egészségügyben vette hasznát. 1960-tól kezdve a Kodak cég egy másik vállalattal együttműködve állat- és emberkísérleteket végzett, hogy feltárja a ragasztószer harctéri alkalmazásainak lehetőségeit. Mivel az eredeti, ipari felhasználásra előállított ragasztó a testszövetre alkalmazva égési sérülést okozott és irritációt váltott ki, évekig tartott, mire sikerült kikísérletezni egy biztonságos, orvosi célra megfelelő változatát.
Statisztikák szerint a vietnami háború során a harctérre küldött amerikai katonák nyolc százaléka sebesült vagy halt meg, közülük sokan rendkívül traumatikus sérüléseket szenvedtek golyóktól vagy repeszektől. Bár a mentőhelikopter az esetek többségében néhány percen belül a harcok helyszínére érkezett, hogy kimentse a sérülte(ke)t, a háború első éveiben közülük mégis sokan vesztették életüket a kórházba szállítás előtt vagy közben, mellkasi vagy hasi sebesülés okozta csillapíthatatlan vérzés következtében.

1966-tól azonban változott a helyzet. Az amerikai hadsereg egy sebészcsoportot küldött Vietnamba, melynek tagjai – mint ahogy ettől kezdve a harctéri felcserek is – spray formájában hordták maguknál a ragasztószert, amit általában csak végső esetben, életveszélyes állapotú sérültek ellátására használtak – de akkor szinte mindig sikerrel.
A vietnami háború ideje alatt a pillanatragasztó alkalmazása lehetővé tette a katonasebészeknek, felcsereknek, hogy varratok nélkül lássák el a katonák háborús sérüléseit, mivel a bőrsérüléseken túl, vérzéscsillapítóként alkalmazva a vénákat, artériákat, sőt még a belső szerveket (belek, máj) is össze tudták ragasztani vele. A cián-akrilát 30 jól dokumentált esetből 26-ban elállította a vérzést (természetesen ennél jóval több alkalommal vették hasznát a katonaorvosok a harctéren).

Itt jegyezzük meg, hogy az Egyesült Államok hadseregében a harctéri életmentő katonák (Combat Life Saver) tanfolyamának kézikönyve napjaikban már a cithosan (kitozán) nevű, garnélarák páncéljából kinyerhető, szintén rendkívül erős ragasztó hatású anyagot tartalmazó kötözőszer használatát írja elő súlyos artériás vérzések elállítására, és annak hatékonyságát a pillanatragasztóéhoz hasonlítja.

A pillanatragasztó történetében ezután újabb fordulat következett: bár az Eastman Kodak cég már 1964-től kezdve – azaz még a vietnami háborúban történt alkalmazása előtt – próbálta általános orvosi célú szerként elismertetni, az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerellenőrző Hatóságot (FDA) nem sikerült meggyőznie. Az ugyanis makacsul szkeptikus maradt a ragasztó mellékhatásait és biztonságos orvosi használatát illetően, mivel szakértői patkánykísérletek során kiderítették, hogy nagy mennyiségű adagolása daganatokat okozhat. Coover viszont kis mennyiségben javasolta alkalmazását szövetragasztó szerként, amely ilyen esetben két héten belül lebomlik a szervezetben. Így aztán, míg Németországban és Japánban már a ’60-as években, más országokban pedig a ’70-es években engedélyezték gyógyászati alkalmazását, az Egyesült Államokban – a sok-sok nemzetközi kutatási és pozitív klinikai eredmény ellenére – furcsa módon csak több mint 30 év után, 1998-ban fogadták el hivatalosan.

Általános orvosi célra kifejlesztett, kisebb sebek ellátására alkalmas változatai (Dermaflex, Surgiseal, Dermabond stb.) ma is megtalálhatók elsősegély-készletekben, és a sebészek is felhasználják, többek közt például a szem szaruhártyáját ért sérülések műtétjeinél, továbbá az állatorvosok is alkalmazzák.

Egy elégedett feltaláló

Bár Coover több száz szabadalma közül csupán egyetlenegy vált világhírűvé, ez őt sohasem zavarta: elégedett, szakmájában elismert emberként élt. Különösen örült annak, hogy „Mr. Super Glue"-ként emlegették, hiszen a pillanatragasztóért mindenki lelkesedett, s büszke volt rá, hogy találmánya a vietnami háborúban katonák életét mentette meg. Ipari vonatkozásban egyik legnagyobb sikerének az úgynevezett programozott innovációt (programmed innovation) tartotta, amely a kutatás-fejlesztésen alapuló menedzsment-módszertan, s amit a Kodak cégnél ültetett át a gyakorlatba. Ennek eredményeként a cég 320 új terméket vezetett be, eladási bevételei pedig csaknem másfélszeresére nőttek. A pillanatragasztó feltalálásáért és módszertana kidolgozásáért – amelynek szélesebb körű megismertetése érdekében később egy nemzetközi vállalatvezetési tanácsadó céget is alapított – Coover számos díjban és elismerésben részesült. 2004-ben beválasztották a Feltalálók Nemzeti Dicsőségcsarnokába (National Inventors’ Hall of Fame), 2010-ben, egy évvel halála előtt pedig Barack Obama elnöktől átvehette a technika és innováció fejlődésének előmozdításáért adományozott nemzeti érmet (National Medal of Technology and Innovation).

De vajon mennyire tette Coovert gazdaggá a pillanatragasztó felfedezése? A legtöbben nyilván úgy vélnék, hogy találmánya révén dúsgazdag, sikeres vállalkozó lett belőle. A válasz meglepő: nem a pillanatragasztón gazdagodott meg, ugyanis mire elkezdődött annak üzleti sikertörténete, addigra már feltalálójának szabadalma lejárt. Mint azt veje, dr. Vincent E. Paul mondta róla, „Nagyon jól alakult a karrierje, de nem kapta meg azt az összegű jogdíjat a pillanatragasztóért, amire gondolni lehetne."

Fotó: internet