構造用接着剤で要所を固める

　なぜ、モノとモノは接着剤でくっつくのか。その理由はまだ完全に解明されてはいない。わかっていることは「原子レベルで働く結合」と「分子レベルに働く引力」とが存在することだ。原子レベルでは、原子核のまわりに軌道を描く電子を1：1で共有する共有結合、電子を2：0で共有する配位結合、金属と非金属を繋ぐイオン結合、金属原子同士が結合する金属結合がある。分子レベルでは「すべての分子に働く弱い引力」であるファンデルワールス力、極性分子同士が引き合う極性引力、水素分子にフッ素、酸素、窒素が結びつく水素結合がある。これらの要素が絡み合って「くっつく」という現象が作り出される。

　たとえば、ガラス板に水滴を少し垂らし、その上にもう一枚のガラス板を乗せると、水滴が大きく広がって２枚のガラスは密着する。水が介在する面に対し垂直方向に引っ張ってもなかなか剥がれない。しかし、ガラスを互いに逆方向にスライドさせると簡単に剥がれる。スライド方向、つまり「せん断」方向の力では剥がすことができるが、「引っ張り」方向には強い、ということになる。

　もし、この水が固まってしまったら？　ガラスを密着させた水が固まってスライドさせることができなくなったら？
　やや乱暴だが、これが「接着剤」の原理だ。

　被着材の表面には目に見えない凹凸があるが、そこに接着剤が入り込み、凹凸が接着剤でぬれた状態になる。接着面がぬれると前述のファンデルワールス力が働き、近い距離にある分子同士が互いに引き合う。0.5nm（ナノメートル）付近でもっともファンデルワールス力は大きくなる。硬化することでこの状態を固定し、容易には動かなくするのが接着剤である。