El factor más crucial para proteger la superficie de un automóvil es la excelente durabilidad de los recubrimientos para automóviles. Revestimiento protector Los materiales también deben ser transparentes e incoloros para preservar el color natural del producto.
Sin embargo, no es fácil proporcionar una función de autocuración cumpliendo todas estas condiciones. Los materiales disponibles comercialmente existentes tienen algunas limitaciones. Los materiales con alta eficiencia de autorreparación tienen baja durabilidad, mientras que los materiales con alta dureza y excelente durabilidad tienen un rendimiento de autorreparación notablemente pobre.
En un nuevo estudio, el Dr. Jin Chul Kim, el Dr. Young il Park y el Dr. Ji-Eun Jeong del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT) han desarrollado un material de revestimiento transparente que satisface todas las condiciones anteriores y tiene un rendimiento similar al de los materiales de revestimiento protectores comerciales. Un hecho interesante es que el material puede autocurarse en 30 minutos cuando se expone a la luz solar (especialmente la luz solar del infrarrojo cercano, en el rango de longitud de onda de 1,000 a 1,100 nm).
Para demostrar el rendimiento de la autocuración, los científicos recubrieron un modelo de automóvil a escala de laboratorio utilizando una máquina de recubrimiento por pulverización. Cuando el modelo de automóvil estuvo expuesto a la luz del sol del mediodía durante aproximadamente 30 minutos, el rasguño desapareció por completo y la superficie del material de revestimiento fue restaurada.
¿Cómo funciona este fenómeno de autocuración?
La temperatura de la superficie aumenta cuando el material absorbe la luz solar a medida que la energía luminosa se convierte en energía térmica. Como resultado, el aumento de la temperatura de la superficie hace posible la autocuración de un arañazo en la superficie repitiendo la disociación y recombinación de enlaces químicos en la estructura del polímero.
Para crear este material, los científicos agregaron un enlace químico dinámico (estructura de urea impedida) que puede repetir la descomposición y recombinación de la estructura del polímero. Luego, este enlace químico se mezcló con un tinte fototérmico transparente para que el enlace químico dinámico pudiera ocurrir activamente tras la exposición a la luz solar.
Los científicos utilizaron especialmente tintes fototérmicos orgánicos transparentes. Estos tintes pueden absorber la luz infrarroja cercana. Además, no afectan el color del producto ya que son de color inherente incoloro.
Dr. Jin Chul Kim de KRICT, director de investigación, dijo, “La tecnología desarrollada es una tecnología de plataforma que sintetiza materiales de recubrimiento autorreparables utilizando materiales poliméricos comerciales económicos y tintes fototérmicos. Se espera que se utilice ampliamente no sólo en barnices para automóviles sino también en diversas aplicaciones”.
“Se espera que el material autocurativo desarrollado se utilice como material de revestimiento para aplicaciones de transporte, dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes y computadoras, y materiales de construcción en el futuro. Además, se espera que contribuya a la consecución de la neutralidad de carbono al reducir el uso de disolventes orgánicos nocivos, que se generan en grandes cantidades al repintar los vehículos”.
Referencia de la revista:
- Da Hae Son et al. Autorreparación rápida, localizada y de bajo consumo de energía de capas transparentes para automóviles mediante un efecto fototérmico activado por radiación NIR. Aplicación ACS. Polimero. Madre. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 de abril de 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
