مهمترین عامل در محافظت از سطح خودرو، دوام عالی پوشش های خودرو است. پوشش محافظ مواد نیز باید شفاف و بی رنگ باشند تا رنگ طبیعی محصول حفظ شود.
با این حال، ارائه یک عملکرد خود درمانی در حالی که همه این شرایط را برآورده می کند، آسان نیست. مواد موجود به صورت تجاری دارای محدودیت هایی هستند. مواد با راندمان خود ترمیم شوندگی بالا دوام پایینی دارند، در حالی که مواد با سختی بالا و دوام عالی عملکرد خود ترمیمی بسیار ضعیفی دارند.
در یک مطالعه جدید، دکتر جین چول کیم، دکتر یانگ ایل پارک و دکتر جی یون جونگ از موسسه تحقیقاتی فناوری شیمیایی کره (KRICT) یک ماده پوشش شفاف ایجاد کرده اند که تمام شرایط فوق را برآورده می کند و عملکردی مشابه با مواد پوشش محافظ تجاری دارد. یک واقعیت جالب این است که این ماده می تواند در عرض 30 دقیقه در معرض نور خورشید خود ترمیم شود (به ویژه نور خورشید نور مادون قرمز نزدیک، در محدوده طول موج 1,000 تا 1,100 نانومتر).
برای نشان دادن عملکرد خود ترمیمی، دانشمندان یک ماشین مدل در مقیاس آزمایشگاهی را با استفاده از دستگاه اسپری پوشش دادند. هنگامی که خودروی مدل برای حدود 30 دقیقه در معرض نور خورشید در ظهر قرار گرفت، خراش به طور کامل ناپدید شد و سطح مواد پوشش ترمیم شد.
این پدیده خوددرمانی چگونه کار می کند؟
هنگامی که مواد نور خورشید را جذب می کنند، دمای سطح افزایش می یابد زیرا انرژی نور به انرژی گرمایی تبدیل می شود. در نتیجه، افزایش دمای سطح این امکان را به وجود می آورد که با تکرار تفکیک و ترکیب مجدد پیوندهای شیمیایی در ساختار پلیمری، خراش سطحی خود ترمیم شود.
برای ایجاد این ماده، دانشمندان یک پیوند شیمیایی پویا (ساختار اوره مانع) اضافه کردند که می تواند تجزیه و ترکیب مجدد ساختار پلیمری را تکرار کند. سپس این پیوند شیمیایی با یک رنگ فتوترمال شفاف مخلوط شد تا پیوند شیمیایی پویا بتواند به طور فعال پس از قرار گرفتن در معرض نور خورشید رخ دهد.
دانشمندان به ویژه از رنگ های فتوترمال آلی شفاف استفاده کردند. این رنگ ها می توانند نور مادون قرمز نزدیک را جذب کنند. همچنین، آنها بر روی رنگ محصول تأثیر نمی گذارند زیرا رنگ ذاتی آنها بی رنگ است.
دکتر جین چول کیم از KRICT، مدیر تحقیقات، گفت:, فن آوری توسعه یافته یک فناوری پلت فرم است که مواد پوششی خود ترمیم شونده را با استفاده از مواد پلیمری تجاری ارزان قیمت و رنگ های فتوترمال سنتز می کند. انتظار می رود که نه تنها در پوشش های شفاف خودرو بلکه در کاربردهای مختلف نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.
"انتظار می رود از مواد خود ترمیمی توسعه یافته به عنوان یک ماده استفاده شود مواد پوشش برای برنامه های حمل و نقل، دستگاه های الکترونیکی مانند گوشی های هوشمند و رایانه ها و مصالح ساختمانی در آینده. علاوه بر این، انتظار می‌رود با کاهش استفاده از حلال‌های آلی مضر، که در هنگام رنگ‌آمیزی خودروها به مقدار زیاد تولید می‌شوند، به تحقق بی‌طرفی کربن کمک کند.
مرجع مجله:
- داهای سون و همکاران خود ترمیم سریع، موضعی و کم انرژی روکش های شفاف خودرو با استفاده از یک اثر فوتوترمال که توسط تشعشعات NIR ایجاد می شود. ACS Appl. پلیم. ماتر 2022، 4، 5، 3802-3810. 1 آوریل 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
