Ο πιο κρίσιμος παράγοντας για την προστασία της επιφάνειας του αυτοκινήτου είναι η εξαιρετική αντοχή των επιστρώσεων αυτοκινήτου. Προστατευτική επίστρωση Τα υλικά θα πρέπει επίσης να είναι διαφανή και άχρωμα για να διατηρηθεί το φυσικό χρώμα του προϊόντος.
Ωστόσο, δεν είναι εύκολο να παρέχει μια λειτουργία αυτοθεραπείας ικανοποιώντας όλες αυτές τις προϋποθέσεις. Τα υπάρχοντα εμπορικά διαθέσιμα υλικά έχουν ορισμένους περιορισμούς. Υλικά με υψηλή απόδοση αυτοίασης έχουν χαμηλή ανθεκτικότητα, ενώ τα υλικά με υψηλή σκληρότητα και εξαιρετική αντοχή έχουν αξιοσημείωτα κακή απόδοση αυτοίασης.
Σε μια νέα μελέτη, ο Dr. Jin Chul Kim, ο Dr. Young il Park και ο Dr. Ji-Eun Jeong του Κορεατικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Χημικής Τεχνολογίας (KRICT) έχουν αναπτύξει ένα διαφανές υλικό επίστρωσης που ικανοποιεί όλες τις παραπάνω προϋποθέσεις και έχει παρόμοια απόδοση με εκείνη των εμπορικών προστατευτικών υλικών επίστρωσης. Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι το υλικό μπορεί να αυτοθεραπευθεί μέσα σε 30 λεπτά όταν εκτεθεί στο ηλιακό φως (Ιδιαίτερα το φως του ήλιου κοντά στο υπέρυθρο φως, στην περιοχή μήκους κύματος από 1,000 έως 1,100 nm).
Για να δείξουν την αυτο-θεραπευτική απόδοση, οι επιστήμονες επικάλυψαν ένα μοντέλο αυτοκινήτου εργαστηριακής κλίμακας χρησιμοποιώντας μια μηχανή επικάλυψης ψεκασμού. Όταν το μοντέλο αυτοκινήτου εκτέθηκε στο μεσημεριανό φως του ήλιου για περίπου 30 λεπτά, η γρατσουνιά εξαφανίστηκε εντελώς και η επιφάνεια του υλικού επίστρωσης αποκαταστάθηκε.
Πώς λειτουργεί αυτό το φαινόμενο αυτοθεραπείας;
Η θερμοκρασία της επιφάνειας αυξάνεται όταν το υλικό απορροφά το ηλιακό φως καθώς η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, η αυξημένη θερμοκρασία της επιφάνειας καθιστά δυνατή την αυτο-θεραπεία μιας επιφανειακής γρατσουνιάς επαναλαμβάνοντας τη διάσταση και τον ανασυνδυασμό των χημικών δεσμών στη δομή του πολυμερούς.
Για να δημιουργήσουν αυτό το υλικό, οι επιστήμονες πρόσθεσαν έναν δυναμικό χημικό δεσμό (δομή παρεμποδισμένης ουρίας) που μπορεί να επαναλάβει την αποσύνθεση και τον ανασυνδυασμό της δομής του πολυμερούς. Αυτός ο χημικός δεσμός στη συνέχεια αναμειγνύεται με μια διαφανή φωτοθερμική βαφή, έτσι ώστε να μπορεί να συμβεί ενεργά δυναμική χημική σύνδεση κατά την έκθεση στο ηλιακό φως.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ειδικά διαφανείς οργανικές φωτοθερμικές βαφές. Αυτές οι βαφές μπορούν να απορροφήσουν το εγγύς υπέρυθρο φως. Επίσης, δεν επηρεάζουν το χρώμα του προϊόντος καθώς είναι άχρωμου εγγενούς χρώματος.
Ο Δρ Jin Chul Kim από το KRICT, ο διευθυντής έρευνας, είπε, «Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε είναι μια τεχνολογία πλατφόρμας που συνθέτει αυτο-θεραπευόμενα υλικά επικάλυψης χρησιμοποιώντας φθηνά εμπορικά πολυμερή υλικά και φωτοθερμικές βαφές. Αναμένεται να χρησιμοποιηθεί ευρέως όχι μόνο σε βερνίκια αυτοκινήτων αλλά και σε διάφορες εφαρμογές.»
«Το αναπτυγμένο αυτοθεραπευτικό υλικό αναμένεται να χρησιμοποιηθεί ως α υλικό επίστρωσης για εφαρμογές μεταφοράς, ηλεκτρονικές συσκευές όπως smartphone και υπολογιστές και δομικά υλικά στο μέλλον. Επιπλέον, αναμένεται να συμβάλει στην υλοποίηση της ουδετερότητας του άνθρακα με τη μείωση της χρήσης επιβλαβών οργανικών διαλυτών, οι οποίοι παράγονται σε μεγάλες ποσότητες κατά την επαναβαφή οχημάτων».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Οι Da Hae Son et al. Γρήγορη, τοπική και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας αυτο-θεραπεία διαφανών επιστρώσεων αυτοκινήτου με χρήση φωτοθερμικού φαινομένου που προκαλείται από ακτινοβολία NIR. ACS Appl. Πολυμ. Μητήρ. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 Απριλίου 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
