Den mest afgørende faktor for at beskytte en bils overflade er den fremragende holdbarhed af bilbelægninger. Beskyttende belægning materialer bør også være gennemsigtige og farveløse for at bevare produktets naturlige farve.
Det er dog ikke let at give en selvhelbredende funktion, mens du opfylder alle disse betingelser. Eksisterende kommercielt tilgængelige materialer har nogle begrænsninger. Materialer med høj selvhelbredende effektivitet har lav holdbarhed, hvorimod materialer med høj hårdhed og fremragende holdbarhed har bemærkelsesværdig dårlig selvhelbredende ydeevne.
I en ny undersøgelse, Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park og Dr. Ji-Eun Jeong fra Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) har udviklet et gennemsigtigt belægningsmateriale, der opfylder alle ovenstående betingelser og har lignende ydeevne som kommercielle beskyttende belægningsmaterialer. Et interessant faktum er, at materialet kan selvhelbredende inden for 30 minutter, når det udsættes for sollys (især nær-infrarødt lys sollys, i bølgelængdeområdet fra 1,000 til 1,100 nm).
For at demonstrere den selvhelbredende ydeevne coatede forskere en modelbil i laboratorieskala ved hjælp af en spray-coating-maskine. Da modelbilen blev udsat for middagssol i cirka 30 minutter, forsvandt ridsen fuldstændig, og overfladen af belægningsmaterialet blev genoprettet.
Hvordan virker dette selvhelbredende fænomen?
Overfladetemperaturen stiger, når materialet absorberer sollys, da lysenergi omdannes til termisk energi. Som et resultat heraf gør den øgede overfladetemperatur det muligt at selvhelbrede en overfladeridse ved at gentage dissociationen og rekombinationen af kemiske bindinger i polymerstrukturen.
For at skabe dette materiale tilføjede forskere en dynamisk kemisk binding (hindret urinstofstruktur), der kan gentage nedbrydningen og rekombinationen af polymerstrukturen. Denne kemiske binding blev derefter blandet med et gennemsigtigt fototermisk farvestof, således at dynamisk kemisk binding kunne forekomme aktivt ved udsættelse for sollys.
Forskere brugte især gennemsigtige organiske fototermiske farvestoffer. Disse farvestoffer kan absorbere nær-infrarødt lys. De påvirker heller ikke produktfarven, da de har en farveløs iboende farve.
Dr. Jin Chul Kim fra KRICT, forskningslederen, sagde, "Den udviklede teknologi er en platformsteknologi, der syntetiserer selvhelbredende belægningsmaterialer ved hjælp af billige kommercielle polymermaterialer og fototermiske farvestoffer. Det forventes at blive brugt i vid udstrækning, ikke kun i klarlakker til biler, men også i forskellige applikationer."
”Det udviklede selvhelbredende materiale forventes at blive brugt som en belægningsmateriale til transportapplikationer, elektroniske enheder såsom smartphones og computere og byggematerialer i fremtiden. Derudover forventes det at bidrage til realiseringen af kulstofneutralitet ved at reducere brugen af skadelige organiske opløsningsmidler, som dannes i store mængder ved omlakering af køretøjer.”
Journal Reference:
- Da Hae Son et al. Hurtig, lokaliseret og lavt energiforbrug selvhelbredende af klarlakker til biler ved hjælp af en fototermisk effekt udløst af NIR-stråling. ACS Appl. Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802-3810. 1. april 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
