ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการปกป้องพื้นผิวรถยนต์คือความทนทานที่ดีเยี่ยมของสารเคลือบรถยนต์ เคลือบป้องกัน วัสดุควรมีความโปร่งใสและไม่มีสีเพื่อรักษาสีตามธรรมชาติของผลิตภัณฑ์
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะจัดให้มีฟังก์ชันการรักษาตัวเองโดยที่สามารถตอบสนองเงื่อนไขเหล่านี้ทั้งหมดได้ วัสดุที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมีข้อจำกัดบางประการ วัสดุที่มีประสิทธิภาพการรักษาตัวเองสูงจะมีความทนทานต่ำ ในขณะที่วัสดุที่มีความแข็งสูงและความทนทานเป็นเลิศจะมีประสิทธิภาพการรักษาตัวเองต่ำอย่างน่าทึ่ง
ในการศึกษาใหม่ ดร.จิน ชอล คิม ดร.ยอง อิล ปาร์ค และดร.จี อึน จอง แห่ง สถาบันวิจัยเทคโนโลยีเคมีแห่งเกาหลี (KRICT) ได้พัฒนาวัสดุเคลือบโปร่งใสที่ตรงตามเงื่อนไขข้างต้นทั้งหมด และมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับวัสดุเคลือบป้องกันในเชิงพาณิชย์ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือ วัสดุสามารถรักษาตัวเองได้ภายใน 30 นาที เมื่อสัมผัสกับแสงแดด (โดยเฉพาะแสงแดดที่มีแสงอินฟราเรดใกล้ ในช่วงความยาวคลื่น 1,000 ถึง 1,100 นาโนเมตร)
เพื่อสาธิตประสิทธิภาพการรักษาตัวเอง นักวิทยาศาสตร์ได้เคลือบรถจำลองระดับห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องพ่นเคลือบ เมื่อรถโมเดลโดนแสงแดดตอนเที่ยงประมาณ 30 นาที รอยขีดข่วนก็หายไปอย่างสมบูรณ์ และพื้นผิวของวัสดุเคลือบก็กลับคืนมา
ปรากฏการณ์การรักษาตัวเองนี้ทำงานอย่างไร?
อุณหภูมิพื้นผิวจะเพิ่มขึ้นเมื่อวัสดุดูดซับแสงแดดเนื่องจากพลังงานแสงถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน เป็นผลให้อุณหภูมิพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นทำให้สามารถรักษารอยขีดข่วนบนพื้นผิวได้ด้วยตนเองโดยทำซ้ำการแยกตัวและการรวมตัวกันใหม่ของพันธะเคมีในโครงสร้างโพลีเมอร์
ในการสร้างวัสดุนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มพันธะเคมีแบบไดนามิก (โครงสร้างยูเรียที่ถูกขัดขวาง) ซึ่งสามารถทำซ้ำการสลายตัวและการรวมตัวกันใหม่ของโครงสร้างพอลิเมอร์ได้ จากนั้นพันธะเคมีนี้จะถูกผสมกับสีย้อมความร้อนจากความร้อนแบบโปร่งใส เพื่อให้พันธะเคมีแบบไดนามิกเกิดขึ้นได้อย่างแข็งขันเมื่อสัมผัสกับแสงแดด
นักวิทยาศาสตร์ใช้สีย้อมความร้อนจากแสงอินทรีย์แบบโปร่งใสโดยเฉพาะ สีย้อมเหล่านี้สามารถดูดซับแสงอินฟราเรดใกล้ได้ นอกจากนี้ยังไม่ส่งผลกระทบต่อสีของผลิตภัณฑ์เนื่องจากไม่มีสีโดยธรรมชาติ
ดร.จิน ชอล คิม จาก KRICT ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัย กล่าวว่า, “เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นนี้เป็นเทคโนโลยีแพลตฟอร์มที่สังเคราะห์วัสดุเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้โดยใช้วัสดุโพลีเมอร์เชิงพาณิชย์ที่มีราคาไม่แพงและสีย้อมจากความร้อนจากแสง คาดว่าจะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในสีเคลือบใสของยานยนต์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้งานต่างๆ ด้วย”
“วัสดุรักษาตัวเองที่พัฒนาขึ้นนั้นคาดว่าจะถูกนำมาใช้เป็น วัสดุเคลือบ สำหรับการใช้งานด้านการขนส่ง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น สมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ และวัสดุก่อสร้างในอนาคต นอกจากนี้ คาดว่าจะมีส่วนทำให้เกิดความเป็นกลางของคาร์บอนด้วยการลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่เป็นอันตราย ซึ่งจะเกิดขึ้นในปริมาณมากเมื่อทาสียานพาหนะใหม่”
การอ้างอิงวารสาร:
- ดาแฮซอน และคณะ รวดเร็ว เฉพาะที่ และใช้พลังงานต่ำ การซ่อมแซมตัวเองของสีเคลือบใสสำหรับยานยนต์โดยใช้ผลกระทบจากความร้อนใต้แสงที่เกิดจากรังสี NIR แอพพลิเคชัน ACS โพลีม. เมเตอร์. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 เมษายน 2022 ดอย: 10.1021/acsapm.1c01768
