Den mest avgörande faktorn för att skydda en bilyta är den utmärkta hållbarheten hos bilbeläggningar. Skyddande lager material bör också vara transparenta och färglösa för att bevara produktens naturliga färg.
Det är dock inte lätt att tillhandahålla en självläkande funktion samtidigt som man uppfyller alla dessa villkor. Befintliga kommersiellt tillgängliga material har vissa begränsningar. Material med hög självläkande effektivitet har låg hållbarhet, medan material med hög hårdhet och utmärkt hållbarhet har anmärkningsvärt dålig självläkande prestanda.
I en ny studie, Dr Jin Chul Kim, Dr Young il Park och Dr Ji-Eun Jeong från Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) har utvecklat ett transparent beläggningsmaterial som uppfyller alla ovanstående villkor och har liknande prestanda som kommersiella skyddsbeläggningsmaterial. Ett intressant faktum är att materialet kan självläka inom 30 minuter när det utsätts för solljus (särskilt solljus med nära infrarött ljus, i våglängdsområdet 1,000 1,100 till XNUMX XNUMX nm).
För att demonstrera den självläkande prestandan belade forskare en modellbil i laboratorieskala med en spraybeläggningsmaskin. När modellbilen utsattes för middagsljus i cirka 30 minuter försvann repan helt och ytan på beläggningsmaterialet återställdes.
Hur fungerar detta självläkande fenomen?
Yttemperaturen stiger när materialet absorberar solljus då ljusenergi omvandlas till termisk energi. Som ett resultat gör den ökade yttemperaturen det möjligt att självläka en ytrepa genom att upprepa dissociationen och rekombinationen av kemiska bindningar i polymerstrukturen.
För att skapa detta material lade forskare till en dynamisk kemisk bindning (hindrad ureastruktur) som kan upprepa sönderdelningen och rekombinationen av polymerstrukturen. Denna kemiska bindning blandades sedan med ett transparent fototermiskt färgämne så att dynamisk kemisk bindning kunde ske aktivt vid exponering för solljus.
Forskare använde särskilt transparenta organiska fototermiska färgämnen. Dessa färgämnen kan absorbera nära-infrarött ljus. De påverkar inte heller produktens färg eftersom de har en färglös inneboende färg.
Dr Jin Chul Kim från KRICT, forskningschefen, sade, "Den utvecklade tekniken är en plattformsteknik som syntetiserar självläkande beläggningsmaterial med hjälp av billiga kommersiella polymermaterial och fototermiska färgämnen. Det förväntas användas i stor utsträckning, inte bara i klarlacker för bilar utan också i olika applikationer."
”Det utvecklade självläkande materialet förväntas användas som ett beläggningsmaterial för transportapplikationer, elektroniska enheter som smartphones och datorer och byggmaterial i framtiden. Dessutom förväntas det bidra till förverkligandet av koldioxidneutralitet genom att minska användningen av skadliga organiska lösningsmedel, som genereras i stora mängder vid ommålning av fordon.”
Tidskriftsreferens:
- Da Hae Son et al. Snabb, lokaliserad och lågenergiförbrukning självläkning av klarlacker för bilar med hjälp av en fototermisk effekt utlöst av NIR-strålning. ACS Appl. Polym. Mater. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 april 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
