車の表面を保護する上で最も重要な要素は、自動車コーティングの優れた耐久性です。 保護被膜 また、製品の自然な色を維持するために、材料は無色透明である必要があります。
しかし、これらの条件をすべて満たしながら自己修復機能を持たせることは容易ではありません。 既存の市販の材料にはいくつかの制限があります。 自己修復効率が高い材料は耐久性が低く、逆に硬度が高く耐久性に優れた材料は自己修復性能が著しく低い。
新しい研究では、Jin Chul Kim博士、Young il Park博士、Ji-Eun Jeong博士が、 韓国化学技術研究院 当社（KRICT）は、上記の条件をすべて満たし、市販の保護塗料と同等の性能を有する透明塗料を開発しました。 興味深い事実は、この材料が太陽光（特に波長範囲 30 ～ 1,000 nm の近赤外線太陽光）にさらされると 1,100 分以内に自己修復できることです。
自己修復性能を実証するために、科学者たちはスプレー塗装機を使用して実験室規模のモデルカーを塗装しました。 モデルカーを真昼の太陽光に30分ほど当てたところ、傷は完全に消え、塗装面も回復しました。
この自己修復現象はどのように機能するのでしょうか?
素材が太陽光を吸収すると、光エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、表面温度が上昇します。 その結果、表面温度の上昇によりポリマー構造中の化学結合の解離と再結合が繰り返され、表面の傷を自己修復することが可能となります。
この材料を作成するために、科学者はポリマー構造の分解と再結合を繰り返すことができる動的化学結合 (障害のある尿素構造) を追加しました。 次に、この化学結合を透明な光熱染料と混合し、太陽光にさらされると動的化学結合が活発に起こるようにしました。
科学者は特に透明な有機光熱染料を使用しました。 これらの染料は近赤外線を吸収します。 また、無色の固有色ですので製品の色には影響しません。
研究ディレクターであるKRICTのJin Chul Kim博士は、 と, 「今回開発した技術は、安価な市販の高分子材料と光熱色素を用いて自己修復コーティング材料を合成するプラットフォーム技術です。 自動車のクリアコートだけでなく、さまざまな用途で広く使用されることが期待されます。」
「開発された自己修復材料は、 コーティング材 将来は交通用途、スマートフォンやパソコンなどの電子機器、建築資材などに。 また、自動車の再塗装時に大量に発生する有害な有機溶剤の使用量を削減することで、カーボンニュートラルの実現にも貢献することが期待されます。」
ジャーナルリファレンス：
- ダ・ヘソン 他NIR 放射によって引き起こされる光熱効果を使用した、自動車用クリアコートの高速、局所的、低消費電力の自己修復。 ACS アプリケーションポリム。 メーター。 2022 年 4 月 5 日、3802 ～ 3810 年。 1 年 2022 月 XNUMX 日。DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
