Bir araba yüzeyinin korunmasında en önemli faktör, otomotiv kaplamalarının mükemmel dayanıklılığıdır. Koruyucu kaplama Ayrıca ürünün doğal renginin korunması için malzemelerin şeffaf ve renksiz olması gerekmektedir.
Ancak tüm bu koşulları sağlarken kendi kendini iyileştirme fonksiyonunu sağlamak kolay değildir. Mevcut ticari olarak temin edilebilen malzemelerin bazı sınırlamaları vardır. Kendi kendini iyileştirme verimliliği yüksek olan malzemelerin dayanıklılığı düşükken, yüksek sertliğe ve mükemmel dayanıklılığa sahip malzemelerin kendi kendini iyileştirme performansı oldukça zayıftır.
Yeni bir çalışmada Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park ve Dr. Ji-Eun Jeong Kore Kimyasal Teknoloji Araştırma Enstitüsü (KRICT), yukarıdaki koşulların tümünü karşılayan ve ticari koruyucu kaplama malzemeleriyle benzer performansa sahip şeffaf bir kaplama malzemesi geliştirdi. İlginç bir gerçek, malzemenin güneş ışığına (özellikle yakın kızılötesi ışık güneş ışığına, 30 ila 1,000 nm dalga boyu aralığında) maruz kaldığında 1,100 dakika içinde kendi kendini iyileştirebilmesidir.
Kendi kendini iyileştirme performansını göstermek için bilim insanları laboratuvar ölçekli bir model arabayı sprey kaplama makinesi kullanarak kapladılar. Model araba yaklaşık 30 dakika öğlen güneş ışığına maruz bırakıldığında çizikler tamamen ortadan kalktı ve kaplama malzemesinin yüzeyi eski haline döndü.
Bu kendi kendini iyileştirme olgusu nasıl çalışıyor?
Işık enerjisi termal enerjiye dönüştürüldüğü için malzeme güneş ışığını emdiğinde yüzey sıcaklığı artar. Sonuç olarak, artan yüzey sıcaklığı, polimer yapısındaki kimyasal bağların ayrışmasını ve rekombinasyonunu tekrarlayarak yüzeydeki çiziklerin kendiliğinden iyileşmesini mümkün kılar.
Bu malzemeyi oluşturmak için bilim adamları, polimer yapısının ayrışmasını ve rekombinasyonunu tekrarlayabilen dinamik bir kimyasal bağ (Engellenmiş üre yapısı) eklediler. Bu kimyasal bağ daha sonra şeffaf bir fototermal boya ile karıştırıldı, böylece güneş ışığına maruz kaldığında aktif olarak dinamik kimyasal bağ oluşabildi.
Bilim insanları özellikle şeffaf organik fototermal boyaları kullandılar. Bu boyalar yakın kızılötesi ışığı emebilir. Ayrıca renksiz doğal bir renk olduklarından ürün rengini etkilemezler.
Araştırma direktörü KRICT'ten Dr. Jin Chul Kim, şuraya, “Geliştirilen teknoloji, ucuz ticari polimer malzemeleri ve fototermal boyaları kullanarak kendi kendini onaran kaplama malzemelerini sentezleyen bir platform teknolojisidir. Sadece otomotiv verniklerinde değil, çeşitli uygulamalarda da yaygın olarak kullanılması bekleniyor.”
“Geliştirilen kendi kendini onaran malzemenin bir araç olarak kullanılması bekleniyor. Kaplama malzemesi Gelecekte ulaşım uygulamaları, akıllı telefonlar ve bilgisayarlar gibi elektronik cihazlar ve inşaat malzemeleri için. Ayrıca araçların yeniden boyanması sırasında büyük miktarlarda ortaya çıkan zararlı organik solventlerin kullanımını azaltarak karbon nötrlüğünün gerçekleştirilmesine katkı sağlanması bekleniyor.”
Dergi Referans:
- Da Hae Son ve diğerleri. NIR Radyasyonunun Tetiklediği Fototermal Etkiyi Kullanarak Otomotiv Verniklerinin Hızlı, Yerelleştirilmiş ve Düşük Enerji Tüketimiyle Kendi Kendini İyileştirmesi. ACS Başvurusu Polim. Anne. 2022, 4, 5, 3802–3810. 1 Nisan 2022. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
