Ratkaiseva tekijä auton pinnan suojaamisessa on autojen pinnoitteiden erinomainen kestävyys. Suojapinnoite materiaalien tulee myös olla läpinäkyviä ja värittömiä tuotteen luonnollisen värin säilyttämiseksi.
Ei kuitenkaan ole helppoa tarjota itsekorjaustoimintoa, kun kaikki nämä ehdot täyttyvät. Olemassa olevilla kaupallisesti saatavilla materiaaleilla on joitain rajoituksia. Materiaalit, joilla on korkea itsekorjautumisteho, ovat alhaisia, kun taas materiaalit, joilla on korkea kovuus ja kestävyys, ovat huomattavan huonoja.
Uudessa tutkimuksessa tohtori Jin Chul Kim, tohtori Young il Park ja tri Ji-Eun Jeong Korean kemiantekniikan tutkimuslaitos (KRICT) ovat kehittäneet läpinäkyvän pinnoitemateriaalin, joka täyttää kaikki yllä mainitut ehdot ja jolla on samanlainen suorituskyky kuin kaupallisilla suojapinnoiteaineilla. Mielenkiintoinen tosiasia on, että materiaali voi parantua itsestään 30 minuutissa altistuessaan auringonvalolle (erityisesti lähi-infrapunavalolle, aallonpituusalueella 1,000 1,100 - XNUMX XNUMX nm).
Itseparantumissuorituskyvyn osoittamiseksi tutkijat pinnoittivat laboratoriomittakaavan auton mallin ruiskupinnoituskoneella. Kun malliauto altistettiin keskipäivän auringonvalolle noin 30 minuuttia, naarmu hävisi kokonaan ja pinnoitemateriaalin pinta palautui.
Miten tämä itsensä parantava ilmiö toimii?
Pintalämpötila nousee, kun materiaali imee auringonvaloa valoenergian muuttuessa lämpöenergiaksi. Tämän seurauksena kohonnut pintalämpötila mahdollistaa pinnan naarmujen itseparantamisen toistamalla polymeerirakenteessa olevien kemiallisten sidosten dissosiaatiota ja rekombinaatiota.
Tämän materiaalin luomiseksi tutkijat lisäsivät dynaamisen kemiallisen sidoksen (esteinen urearakenne), joka voi toistaa polymeerirakenteen hajoamisen ja rekombinaation. Tämä kemiallinen sidos sekoitettiin sitten läpinäkyvän fototermisen väriaineen kanssa, jotta dynaaminen kemiallinen sidos voisi tapahtua aktiivisesti auringonvalon vaikutuksesta.
Tiedemiehet käyttivät erityisesti läpinäkyviä orgaanisia fototermisiä väriaineita. Nämä väriaineet voivat absorboida lähi-infrapunavaloa. Ne eivät myöskään vaikuta tuotteen väriin, koska ne ovat värittömiä luontaisesti.
Tohtori Jin Chul Kim KRICT:stä, tutkimusjohtaja, sanoi, "Kehitetty teknologia on alustateknologiaa, joka syntetisoi itsestään paranevia pinnoitemateriaaleja edullisilla kaupallisilla polymeerimateriaaleilla ja fototermisillä väriaineilla. Sitä odotetaan käytettävän laajasti paitsi autojen kirkasmaaleissa myös erilaisissa sovelluksissa.
”Kehitettyä itseparantavaa materiaalia odotetaan käytettävän a pinnoitemateriaali kuljetussovelluksiin, elektronisiin laitteisiin, kuten älypuhelimiin ja tietokoneisiin, sekä tulevaisuuden rakennusmateriaaleihin. Lisäksi sen odotetaan myötävaikuttavan hiilineutraaliuden toteutumiseen vähentämällä haitallisten orgaanisten liuottimien käyttöä, joita syntyy suuria määriä ajoneuvoja maalattaessa.”
Lehden viite:
- Da Hae Son et ai. Autojen kirkaslakkojen nopea, paikallinen ja vähän energiaa kuluttava itsekorjautuminen NIR-säteilyn laukaiseman fototermisen vaikutuksen avulla. ACS-sovellus Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1. huhtikuuta 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
