Kõige olulisem tegur auto pinna kaitsmisel on autokatete suurepärane vastupidavus. Kaitsev kate materjalid peaksid olema ka läbipaistvad ja värvitud, et säilitada toote loomulikku värvi.
Siiski ei ole lihtne pakkuda enesetervendavat funktsiooni, kui kõik need tingimused on täidetud. Olemasolevatel kaubanduslikult saadavatel materjalidel on mõned piirangud. Kõrge iseparanemise efektiivsusega materjalidel on madal vastupidavus, samas kui suure kõvaduse ja suurepärase vastupidavusega materjalide iseparanemisvõime on märkimisväärselt halb.
Uues uuringus osalesid dr Jin Chul Kim, dr Young il Park ja dr Ji-Eun Jeong Korea keemiatehnoloogia uurimisinstituut (KRICT) on välja töötanud läbipaistva kattematerjali, mis vastab kõigile ülaltoodud tingimustele ja millel on kaubanduslike kaitsekattematerjalidega sarnane jõudlus. Huvitav fakt on see, et materjal võib päikesevalguse käes (eriti lähi-infrapunavalguses, lainepikkuste vahemikus 30–1,000 nm) ise paraneda 1,100 minuti jooksul.
Iseparaneva jõudluse demonstreerimiseks katsid teadlased laboratoorses mastaabis automudeli, kasutades pihustuskatmismasinat. Kui mudelauto oli umbes 30 minutiks keskpäevase päikesevalguse käes, kadus kriimustus täielikult ja kattematerjali pind taastus.
Kuidas see isetervenev nähtus toimib?
Pinnatemperatuur tõuseb, kui materjal neelab päikesevalgust, kuna valgusenergia muundatakse soojusenergiaks. Selle tulemusena võimaldab kõrgenenud pinnatemperatuur pinna kriimustust iseparandada, korrates polümeeri struktuuris keemiliste sidemete dissotsiatsiooni ja rekombinatsiooni.
Selle materjali loomiseks lisasid teadlased dünaamilise keemilise sideme (takistatud uurea struktuur), mis võib korrata polümeeri struktuuri lagunemist ja rekombinatsiooni. Seejärel segati see keemiline side läbipaistva fototermilise värvainega, nii et päikesevalguse käes võiks dünaamiline keemiline side aktiivselt tekkida.
Teadlased kasutasid eriti läbipaistvaid orgaanilisi fototermilisi värvaineid. Need värvained võivad neelata infrapunakiirgust. Samuti ei mõjuta need toote värvi, kuna neil on värvitu värv.
Dr. Jin Chul Kim KRICTist, teadusdirektor ütles, „Arendatava tehnoloogia näol on tegemist platvormtehnoloogiaga, mis sünteesib iseparanevaid kattematerjale, kasutades odavaid kaubanduslikke polümeermaterjale ja fototermilisi värvaineid. Eeldatakse, et seda kasutatakse laialdaselt mitte ainult autode läbipaistvates lakkides, vaid ka erinevates rakendustes.
«Väljatöötatud iseparanevat materjali loodetakse kasutada a kattematerjal transpordirakenduste, elektroonikaseadmete (nt nutitelefonid ja arvutid) ning tulevikus ehitusmaterjalide jaoks. Lisaks loodetakse see kaasa aidata süsinikuneutraalsuse saavutamisele, vähendades kahjulike orgaaniliste lahustite kasutamist, mida sõidukite ülevärvimisel suurtes kogustes tekib.
Ajakirja viide:
- Da Hae Son et al. Autode läbipaistvate lakkide kiire, lokaliseeritud ja vähese energiakuluga iseparanemine, kasutades NIR-kiirguse poolt esile kutsutud fototermilist efekti. ACS rakendus. Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1. aprill 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
