Den mest avgjørende faktoren for å sikre en biloverflate er den utmerkede holdbarheten til bilbelegg. Beskyttende lag materialer bør også være gjennomsiktige og fargeløse for å bevare produktets naturlige farge.
Det er imidlertid ikke lett å gi en selvhelbredende funksjon samtidig som man tilfredsstiller alle disse betingelsene. Eksisterende kommersielt tilgjengelige materialer har noen begrensninger. Materialer med høy selvhelbredende effektivitet har lav holdbarhet, mens materialer med høy hardhet og utmerket holdbarhet har bemerkelsesverdig dårlig selvhelbredende ytelse.
I en ny studie, Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park og Dr. Ji-Eun Jeong fra Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) har utviklet et gjennomsiktig beleggmateriale som tilfredsstiller alle de ovennevnte betingelsene og har lignende ytelse som kommersielle beskyttende beleggmaterialer. Et interessant faktum er at materialet kan selvhelbredes innen 30 minutter når det utsettes for sollys (spesielt nær-infrarødt lys sollys, i bølgelengdeområdet 1,000 til 1,100 nm).
For å demonstrere den selvhelbredende ytelsen, belagte forskere en modellbil i laboratorieskala ved hjelp av en spray-beleggmaskin. Da modellbilen ble utsatt for middagssol i omtrent 30 minutter, forsvant ripen helt, og overflaten på beleggsmaterialet ble gjenopprettet.
Hvordan fungerer dette selvhelbredende fenomenet?
Overflatetemperaturen stiger når materialet absorberer sollys ettersom lysenergi omdannes til termisk energi. Som et resultat gjør den økte overflatetemperaturen det mulig å selvhelbrede en overflateripe ved å gjenta dissosiasjonen og rekombinasjonen av kjemiske bindinger i polymerstrukturen.
For å lage dette materialet la forskerne til en dynamisk kjemisk binding (hindret ureastruktur) som kan gjenta nedbrytningen og rekombinasjonen av polymerstrukturen. Denne kjemiske bindingen ble deretter blandet med et transparent fototermisk fargestoff slik at dynamisk kjemisk binding kunne oppstå aktivt ved eksponering for sollys.
Forskere brukte spesielt gjennomsiktige organiske fototermiske fargestoffer. Disse fargestoffene kan absorbere nær-infrarødt lys. De påvirker heller ikke produktfargen da de har en fargeløs iboende farge.
Dr. Jin Chul Kim fra KRICT, forskningsdirektøren, sa, "Den utviklede teknologien er en plattformteknologi som syntetiserer selvhelbredende beleggmaterialer ved å bruke rimelige kommersielle polymermaterialer og fototermiske fargestoffer. Det forventes å bli mye brukt, ikke bare i klarlakker for biler, men også i ulike bruksområder."
"Det utviklede selvhelbredende materialet forventes å bli brukt som en beleggmateriale for transportapplikasjoner, elektroniske enheter som smarttelefoner og datamaskiner, og byggematerialer i fremtiden. I tillegg forventes det å bidra til realisering av karbonnøytralitet ved å redusere bruken av skadelige organiske løsemidler, som genereres i store mengder ved omlakkering av kjøretøy.»
Tidsreferanse:
- Da Hae Son et al. Rask, lokalisert og lavt energiforbruk selvhelbredende av klarlakker til biler ved bruk av en fototermisk effekt utløst av NIR-stråling. ACS Appl. Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1. april 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
