Cel mai important factor în protejarea suprafeței unei mașini este durabilitatea excelentă a acoperirilor pentru automobile. Strat protectiv materialele trebuie să fie, de asemenea, transparente și incolore pentru a păstra culoarea naturală a produsului.
Cu toate acestea, nu este ușor să oferiți o funcție de auto-vindecare în timp ce îndepliniți toate aceste condiții. Materialele disponibile comercial existente au unele limitări. Materialele cu eficiență ridicată de auto-vindecare au durabilitate scăzută, în timp ce materialele cu duritate mare și durabilitate excelentă au o performanță de auto-vindecare remarcabil de slabă.
Într-un nou studiu, Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park și Dr. Ji-Eun Jeong de la Institutul de Cercetare de Tehnologie Chimică din Coreea (KRICT) au dezvoltat un material de acoperire transparent care satisface toate condițiile de mai sus și are performanțe similare cu cele ale materialelor de acoperire de protecție comerciale. Un fapt interesant este că materialul se poate auto-vindeca în 30 de minute atunci când este expus la lumina soarelui (în special lumina soarelui cu lumină infraroșie apropiată, în intervalul de lungimi de undă de la 1,000 la 1,100 nm).
Pentru a demonstra performanța de auto-vindecare, oamenii de știință au acoperit un model de mașină la scară de laborator folosind o mașină de acoperire prin pulverizare. Când modelul de mașină a fost expus la lumina soarelui la amiază timp de aproximativ 30 de minute, zgârietura a dispărut complet, iar suprafața materialului de acoperire a fost restaurată.
Cum funcționează acest fenomen de auto-vindecare?
Temperatura suprafeței crește atunci când materialul absoarbe lumina soarelui, deoarece energia luminii este transformată în energie termică. Ca rezultat, temperatura crescută a suprafeței face posibilă auto-vindecarea unei zgârieturi de suprafață prin repetarea disocierii și recombinării legăturilor chimice în structura polimerului.
Pentru a crea acest material, oamenii de știință au adăugat o legătură chimică dinamică (Structură de uree împiedicată) care poate repeta descompunerea și recombinarea structurii polimerului. Această legătură chimică a fost apoi amestecată cu un colorant fototermic transparent, astfel încât legătura chimică dinamică să poată avea loc în mod activ la expunerea la lumina soarelui.
Oamenii de știință au folosit în special coloranți fototermici organici transparenți. Acești coloranți pot absorbi lumina în infraroșu apropiat. De asemenea, nu afectează culoarea produsului, deoarece sunt de culoare inerentă incoloră.
Dr. Jin Chul Kim de la KRICT, directorul cercetării, a spus, „Tehnologia dezvoltată este o tehnologie de platformă care sintetizează materiale de acoperire cu auto-vindecare folosind materiale polimerice comerciale ieftine și coloranți fototermici. Este de așteptat să fie utilizat pe scară largă nu numai în vopselele auto, ci și în diverse aplicații.”
„Materialul de auto-vindecare dezvoltat este de așteptat să fie folosit ca a material de acoperire pentru aplicații de transport, dispozitive electronice, cum ar fi smartphone-uri și computere, și materiale de construcție în viitor. În plus, se așteaptă să contribuie la realizarea neutralității carbonului prin reducerea utilizării solvenților organici nocivi, care sunt generați în cantități mari la revopsirea vehiculelor.”
Referința jurnalului:
- Da Hae Son și colab. Auto-vindecare rapidă, localizată și cu consum redus de energie a lacurilor transparente auto utilizând un efect fototermic declanșat de radiația NIR. ACS Appl. Polim. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 aprilie 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
