Molekuła Miesiąca – wietnamska improwizacja

231px-Super_Glue_tube
Oryginalny SuperGlue /www.wikipedia.org

Niedawno rozmawiając z jednym z naszych techników dowiedziałem się, że Superglue został wynaleziony w czasie wojny w Wietnami i służył do szybkiego zamykania ran. A przynajmniej nasz technik był o tym przekonany. Pomyślałem wtedy, że to byłby chyba dość niezwykły zbieg okoliczności i że brzmi to nieco jak klasyczna legenda miejsca. Przeprowadziłem więc małe śledztwo, a wynikiem tego jest lutowa Molekuła Miesiąca, a właściwie w tym przypadku – molekuły: cyjanoakrylany.

Kleje oparte o cyjanoakrylany znane są wielu z nas pod różnymi nazwami komercyjnymi: Superglue, Krazy glue, Eastman 910 (wynaleziony przez Kodaka, a w latach 60′ sprzedany Loctite i obecnie znany pod tą nazwą). Same cyjanoakrylany zostały po raz pierwszy odkryte (zsyntetyzowane?) lata temu, w roku 1942 przez dra Harry’ego Coovera z Kodaka. Minęło jednak trochę czasu, zanim znalazły zastosowanie jako kleje. Pierwotnie Coover poszukiwał nowego typu przejrzystego plastiku do produkcji celowników w działach. Znalazł cyjanoakrylany, które jednak do tego celu się nie nadawały, przestał się więc nimi interesować. Powrócił do nich kilka lat później, gdy próbował znaleźć nowy rodzaj plastiku, który możnaby wykorzystać w kadłubach samolotów. Znowu pudło. Tym razem jednak odkrył ich potężne klejące właściwości. Produkt był przez Kodaka rozwijany w tym kierunku, a swoją premierę miał pod koniec lat 50’…

Jednak w historii o medycznych zastosowaniach superklejów jest też i ziarno – a nawet więcej niż ziarno – prawdy. Na początku lat 60′ zaczęsto rozważać zastosowanie cyjanoakrylanów do łączenia tkanek w czasie operacji chirurgicznych. Pomysł sam w sobie głupi nie był – jednym z największych wyzwań w medycynie jest szybkie hamowanie krwotoków u ofiar wypadków, u rannych itd. tak, aby pacjent ustabilizował się, a lekarze mogli się skupić na operowaniu, a nie pchaniu w brzuch pacjenta wacików… Jednym z problemów jednak była toksyczność pierwszych cyjanoakrylanów, które rozważano do tego zastosowania – 2-metylocyjanoakrylanów. Następna generacja – 2-butylocyjanoakrylany – były mniej toksyczne, ale też bardziej łamliwe i rozpadały się w kilka dni po użyciu.

Metylocyjanoakrylan /www.wikipedia.org

Niemniej jednak, mimo że w latach 60′ FDA nie zatwierdziła cywilnego użycia tych związków w celach medycznych, przechodziły one w istocie testy polowe w Wietnamie. Stosowano je jako sprej na rany i osiągano niesamowite rezultaty – dziś ciężko ocenić, ilu żołnierzom ten wynazalek ocalił życie.

Kropką nad i w tej historii było zatwierdzenie przez FDA w 1998 roku 2-oktylocyjanoakrylanu do stosowania do zamykania ran i cięć chirurgicznych, a w 2001 także jako substancji chroniącej przed różnego rodzaju drognoustrojami.

Jedną z innych ciekawych właściwości cyjanoakrylanów jest sposób w jaki reagują z wełną i bawełną. Reakcja ta jest bardzo silnie egzotermiczna, w związku z czym dochodzi samozapłonu materiału. Doświadczenie jest proste, można je przeprowadzić samemu, jednak jeśli się na to zdecydujecie – pamiętajcie o zachowaniu należytej ostrożności!

Video doświadczenia (niestety nie dałem rady wstawić do posta).

15 Comments

  1. na co dzień zajmuje się klejeniem glazury i terakoty nie jeden raz rozciąłem se rękę i uwierzcie mi kropelka to cud działa lepiej niż bandaże i szwy u chirurga

    Lubię

  2. Na Antarktydzie do tamowania krwawienia z małych ran stosuje się superglue ponieważ zwykłe plastry nie trzymają się skóry przy minus 40 stopni C.

    Lubię

  3. No niestety, Superglue i dostępny „normalnie” klej tkankowy (histoacryl) to dwa różne kleje. Pomijając kwestie czystości składników, różnych dodatków itp., rozpuszczalnik użyty w Superglue ma właściwości drażniące.

    Lubię

  4. Potwierdzam… Metoda zamozapłonu działa doskonale nawet przy zastosowaniu pojedynczej chusteczki i połowy tubki:) Trzeba jedynie odczekać ok. 5 minut, do momentu całkowitego wchłonięcia cieczy.

    Lubię

    1. Już wiem. Grupy hydroksylowe celulozy atakują terminalne wiązania podwójne cząsteczek cyjanoakrylanu metylu. Wiązanie to jest podatne na atak nukleofilowy z uwagi na obecność wyciągającej elektrony grupy nitrylowej (kluczową rolę tego podstawnika pokazuje brak analogicznej reakcji pomiędzy akrylanem metylu a celulozą). Polisacharyd staje się zatem idealnym ‚zarodkiem’ gwałtownej polimeryzacji (trzy punkty wzrostu polimeru na jednostkę glukozy). Wydzielający się przy tym ‚drażniący gaz’ to nic innego jak pary samego cyjanoakrylanu metylu, powstałe na skutek wzrostu temperatury.

      Lubię

      1. Od razu poprawię pewien skrót myślowy – oczywiście miałem na myśli atak nukleofilowy na terminalny atom węgla w ramach wiązania podwójnego. Przepraszam za tę nieścisłość…

        Lubię

  5. A ja bym dodał jeszcze jedno bardzo ważne zastosowanie klejów cyjanoakrylowych – są świetnym materiałem wspomagającym wykrywanie odcisków palców. Robi się nawet tzw. komory cyjanoakrylowe, chociaż metoda w istocie jest prosta i wygląda jak u MacGyvera :)

    Lubię

      1. Pewnie to to :) Generalnie musisz mieć: jakieś pudełko, otwartą wanienkę z superglue, parującą wodę (bez też może się udać – zależy od konstrukcji pudełka), coś do podgrzewania atmosfery i samego superglue. Chyba kiedyś się zbiorę i umieszczę dokładniejszy opis wraz z filmem u mnie na stronie :)

        Lubię

    1. Nie wiem, jak bardzo praktyczne by to było – nie jestem specjalistą od koktajli Mołotowa ;) Wydaje mi się, że tradycyjna szmata i zapalniczka też są ok. Niemniej to pokazuje, jak łatwo obejść zakaz wnoszenia zapalniczek na pokład samolotu – jeszcze mi się nie zdarzyło, żeby mi ktoś na lotnisku powiedział, że nie, klei to my nie przyjmujemy (inna sprawa, że nie próbowałem przewieźć), ale nie sądzę, żeby było to standardową procedurą. O ile oczywiście tubka ma mniej niż 100mL!

      Lubię

  6. Nie chce mi się teraz szukać szczegółówe, ale problem z wczesnymi (przed n-butyl i 2-oktyl) cyjanoakrylanami w zastosowaniach medycznych leżał w uszkodzeniach tkanki, chyba też związanych z egzotermicznością reakcji. Wojna to wojna, ale żeby FDA łyknęło, potrzeba było dopracować kleje.

    Lubię

    1. Cyjanoakrylany oparte na metylocyjanoakrylanie w reakcji z wodą dają cyjanooctan i formaldehyd, które są co najmniej substancjami drażniącymi. No i co tu dużo mówić – ogólnie zaleca się wchłaniania jednego czy drugiego, o ile można tego uniknąć ;)

      Lubię

      1. Jak widać na załączonym video (niestety tylko link na końcu posta), cyjanoakrylany reagują gwałtownie z np. bawełną, wydzielając przy tym sporo ciepła. Nie wnikałem w chemię tego procesu, ale jeśli chcesz, to mogę ;) Natomiast potwierdza to tylko to, co powiedziałeś – niezależnie od tego, czy te pierwsze substancje stosowane w medycynie reagowały ze skórą, czy po prostu z bawełnianymi bandażami, z pewnością egzotermiczność reakcji miała znaczenie przy nieuznaniu ich przez FDA.

        Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s