La adhesión , o la propiedad de una sustancia de adherirse a otra, generalmente surge de las interacciones entre las moléculas. Como explica Atul, la interacción de van der Waals a menudo es responsable de la adhesión, pero también hay otros tipos de interacciones intermoleculares que entran en juego en diferentes situaciones, por ejemplo, el enlace de hidrógeno es un componente principal de la adherencia de muchos tipos de pegamento.
Un concepto estrechamente relacionado es la cohesión , que es la tendencia de una sustancia a adherirse a sí misma. La cohesión da lugar a la tensión superficial , la tendencia a la contracción del área superficial de un líquido; esto se debe a que las moléculas en la superficie no tienen tantas interacciones atractivas en comparación con las moléculas en masa. En ciertos casos, la cohesión y la tensión superficial también ayudan a dar lugar a lo que interpretamos como pegajosidad.
El agua ordinaria es un interesante ejemplo de pegajosidad. El agua se adhiere a muchas sustancias y las humedece, porque las moléculas de agua están formando enlaces de hidrógeno con estas sustancias a nivel molecular. Sin embargo, generalmente no pensamos en el agua como pegajosa porque es fácil secarse las manos con una servilleta o toalla. Por supuesto, el hecho de que podemos secarnos en primer lugar es porque las moléculas de agua son atraídas por la toalla: estamos reemplazando una fuerza adhesiva fuerte (agua / piel) con otra (agua / toalla) . El otro factor importante es que el agua es líquida , es decir, las moléculas en el líquido son altamente móviles, por lo que tienen la capacidad de moverse de la piel a la toalla.
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Es fácil imaginar un experimento en el que uno realmente pueda apreciar la viscosidad del agua. Intenta humedecer la superficie de un portaobjetos de microscopio de vidrio y coloca otro portaobjetos de vidrio encima. Descubrirá que las diapositivas ahora están unidas por una película delgada de agua, y ahora es muy difícil separarlas directamente (no intente demasiado, o romperá el vidrio). Esta adherencia se debe a la adhesión del agua al portaobjetos de vidrio y a la cohesión de las moléculas de agua entre sí. Para separar las diapositivas directamente, debe ocurrir uno de los siguientes:
- Se separa un portaobjetos de la película de agua, lo que da como resultado una superficie húmeda y una superficie seca. Esto nunca sucederá porque la adhesión entre las moléculas de agua y el portaobjetos es muy fuerte.
- La película de agua se estira en dos, lo que da como resultado dos superficies húmedas. Esto también es casi imposible porque implica romper la fuerza cohesiva entre las moléculas de agua.
Para separar las diapositivas, debe deslizarlas de lado en direcciones opuestas. Al hacer esto, notará que el agua tiende a permanecer entre los portaobjetos, y también forma gotas pequeñas en la superficie del vidrio. La formación de pequeñas gotas se debe a la tensión superficial del agua, y es el sello distintivo de la cohesión que entra en juego. Por lo tanto, está separando los portaobjetos reemplazando la fuerza adhesiva (agua / vidrio) con la fuerza cohesiva (agua / agua). En conclusión, la única forma de hacer que el agua líquida se despegue de algo es hacer que se pegue a otra cosa (o evaporarla, pero no estamos considerando eso aquí).
También puede apreciar la pegajosidad de las moléculas de agua pegando su lengua a un objeto metálico extremadamente frío, como un poste de metal en medio de un invierno de Boston (está bien, en realidad no lo intente). En el instante en que su lengua se congela en el metal, las interacciones intermoleculares apenas se han vuelto más fuertes , pero las moléculas de agua previamente líquidas ahora están inmovilizadas. En este caso, es la pérdida de movilidad de las moléculas de agua lo que nos permite apreciar cuán extremadamente pegajosas son realmente.
Figura parcialmente relevante: imagen molecular de la congelación del agua.
Finalmente, muchos adhesivos como el pegamento obtienen su adherencia de las mismas interacciones intermoleculares. La principal diferencia es que muchos pegamentos contienen un solvente que mantiene las moléculas móviles, y después de que el solvente se evapora, se convierte en un sólido inmóvil. Por lo tanto, a medida que el pegamento se solidifica y las moléculas pierden su movilidad, se vuelven difíciles de eliminar.
Hay otros factores que entran en juego. Por ejemplo, el pegamento que ya se ha solidificado no puede adherirse a otras cosas, porque los sólidos tienen menos capacidad de formar nuevos contactos en la escala molecular, lo cual es necesario para que la adhesión funcione. Además, diferentes tipos de pegamento funcionan por diferentes mecanismos; los epóxicos se endurecen debido a la reticulación química en lugar de la evaporación del solvente. El cemento modelo para el trabajo de plásticos al fundir las dos superficies de plástico y permitir que sus moléculas se entrelacen, por lo que sería análogo al Velcro a escala molecular (esto a menudo se llama adhesión mecánica).
Al observar los diferentes mecanismos, es posible ver por qué diferentes tipos de pegamento funcionan en diferentes superficies. Por ejemplo, muchos tipos de pegamento no pueden unir plástico, porque las moléculas de hidrocarburo en el plástico son incapaces de unir hidrógeno con las moléculas de pegamento.
