Najpomembnejši dejavnik pri zaščiti površine avtomobila je odlična obstojnost avtomobilskih premazov. Zaščitni premaz materiali morajo biti tudi prozorni in brezbarvni, da ohranijo naravno barvo izdelka.
Vendar pa ni enostavno zagotoviti samozdravilne funkcije ob izpolnjevanju vseh teh pogojev. Obstoječi komercialno dostopni materiali imajo nekatere omejitve. Materiali z visoko učinkovitostjo samozdravljenja imajo nizko vzdržljivost, medtem ko imajo materiali z visoko trdoto in odlično vzdržljivostjo izjemno slabo zmogljivost samozdravljenja.
V novi študiji so dr. Jin Chul Kim, dr. Young il Park in dr. Ji-Eun Jeong iz Korejski raziskovalni inštitut za kemijsko tehnologijo (KRICT) so razvili transparenten premazni material, ki izpolnjuje vse zgoraj navedene pogoje in ima podobno delovanje kot komercialni zaščitni premazni materiali. Zanimivo dejstvo je, da se material lahko samozdravi v 30 minutah, ko je izpostavljen sončni svetlobi (zlasti sončni svetlobi v bližini infrardeče svetlobe, v območju valovnih dolžin od 1,000 do 1,100 nm).
Da bi dokazali učinkovitost samozdravljenja, so znanstveniki s strojem za nanašanje premazov premazali model avtomobila v laboratorijskem merilu. Ko je bil model avtomobila približno 30 minut izpostavljen opoldanski sončni svetlobi, je praska popolnoma izginila, površina premaznega materiala pa je bila obnovljena.
Kako deluje ta pojav samozdravljenja?
Površinska temperatura se dvigne, ko material absorbira sončno svetlobo, saj se svetlobna energija pretvori v toplotno energijo. Kot rezultat, povišana površinska temperatura omogoča samozdravljenje površinske praske s ponavljanjem disociacije in rekombinacije kemičnih vezi v strukturi polimera.
Da bi ustvarili ta material, so znanstveniki dodali dinamično kemično vez (ovirana struktura sečnine), ki lahko ponovi razgradnjo in rekombinacijo polimerne strukture. To kemično vez smo nato zmešali s prozornim fototermalnim barvilom, tako da je lahko prišlo do aktivnega dinamičnega kemičnega vezanja ob izpostavljenosti sončni svetlobi.
Znanstveniki so posebej uporabljali transparentna organska fototermalna barvila. Ta barvila lahko absorbirajo bližnjo infrardečo svetlobo. Prav tako ne vplivajo na barvo izdelka, saj so brezbarvne inherentne barve.
Dr. Jin Chul Kim iz KRICT, direktor raziskave, je dejal, »Razvita tehnologija je tehnologija platforme, ki sintetizira samozdravilne premazne materiale z uporabo poceni komercialnih polimernih materialov in fototermičnih barvil. Pričakuje se, da se bo široko uporabljal ne le v avtomobilskih prozornih lakih, ampak tudi v različnih aplikacijah.«
»Razviti material za samozdravljenje naj bi se uporabljal kot premaznega materiala za transportne aplikacije, elektronske naprave, kot so pametni telefoni in računalniki, ter gradbene materiale v prihodnosti. Poleg tega naj bi prispeval k uresničitvi ogljične nevtralnosti z zmanjšanjem uporabe škodljivih organskih topil, ki v velikih količinah nastajajo pri prebarvanju vozil.”
Referenca dnevnika:
- Da Hae Son et al. Hitro, lokalizirano in z nizko porabo energije samozdravljenje avtomobilskih prozornih lakov s fototermalnim učinkom, ki ga sproži sevanje NIR. ACS Appl. Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1. april 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
