Yếu tố quan trọng nhất trong việc bảo vệ bề mặt ô tô là độ bền tuyệt vời của lớp phủ ô tô. Lớp phủ bảo vệ vật liệu cũng phải trong suốt và không màu để giữ được màu sắc tự nhiên của sản phẩm.
Tuy nhiên, không dễ để cung cấp chức năng tự phục hồi trong khi đáp ứng tất cả các điều kiện này. Các vật liệu hiện có trên thị trường có một số hạn chế. Vật liệu có hiệu quả tự phục hồi cao có độ bền thấp, trong khi vật liệu có độ cứng cao và độ bền tuyệt vời có hiệu suất tự phục hồi kém đáng kể.
Trong một nghiên cứu mới, Tiến sĩ Jin Chul Kim, Tiến sĩ Young il Park và Tiến sĩ Ji-Eun Jeong của Viện nghiên cứu công nghệ hóa học Hàn Quốc (KRICT) đã phát triển một loại vật liệu phủ trong suốt đáp ứng tất cả các điều kiện trên và có hiệu suất tương tự như vật liệu phủ bảo vệ thương mại. Một sự thật thú vị là vật liệu này có thể tự phục hồi trong vòng 30 phút khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời (Đặc biệt là ánh sáng mặt trời có tia hồng ngoại gần, trong dải bước sóng từ 1,000 đến 1,100 nm).
Để chứng minh hiệu suất tự phục hồi, các nhà khoa học đã phủ một chiếc ô tô mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm bằng máy phun sơn. Khi xe mô hình tiếp xúc với ánh sáng mặt trời giữa trưa trong khoảng 30 phút, vết trầy xước hoàn toàn biến mất và bề mặt vật liệu phủ được phục hồi.
Hiện tượng tự phục hồi này hoạt động như thế nào?
Nhiệt độ bề mặt tăng lên khi vật liệu hấp thụ ánh sáng mặt trời khi năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng nhiệt. Do đó, nhiệt độ bề mặt tăng lên giúp nó có thể tự phục hồi vết xước trên bề mặt bằng cách lặp lại quá trình phân ly và tái hợp của các liên kết hóa học trong cấu trúc polyme.
Để tạo ra vật liệu này, các nhà khoa học đã bổ sung một liên kết hóa học động (Cấu trúc urê bị cản trở) có thể lặp lại quá trình phân hủy và tái hợp của cấu trúc polyme. Liên kết hóa học này sau đó được trộn với thuốc nhuộm quang nhiệt trong suốt để liên kết hóa học động có thể xảy ra tích cực khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Các nhà khoa học đặc biệt sử dụng thuốc nhuộm quang nhiệt hữu cơ trong suốt. Những thuốc nhuộm này có thể hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại. Ngoài ra, chúng không ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm vì chúng có màu vốn có không màu.
Tiến sĩ Jin Chul Kim từ KRICT, giám đốc nghiên cứu, nói, “Công nghệ được phát triển là công nghệ nền tảng tổng hợp các vật liệu phủ tự phục hồi bằng vật liệu polyme thương mại rẻ tiền và thuốc nhuộm quang nhiệt. Nó được mong đợi sẽ được sử dụng rộng rãi không chỉ trong sơn ô tô mà còn trong các ứng dụng khác nhau.”
“Vật liệu tự phục hồi được phát triển dự kiến sẽ được sử dụng như một vật liệu phủ cho các ứng dụng giao thông, thiết bị điện tử như điện thoại thông minh và máy tính cũng như vật liệu xây dựng trong tương lai. Ngoài ra, nó được kỳ vọng sẽ góp phần hiện thực hóa tính trung hòa carbon bằng cách giảm việc sử dụng các dung môi hữu cơ có hại, được tạo ra với số lượng lớn khi sơn lại phương tiện.”
Tạp chí tham khảo:
- Da Hae Son và cộng sự. Tiêu thụ năng lượng thấp, cục bộ và nhanh chóng Khả năng tự phục hồi của lớp sơn trong ô tô bằng cách sử dụng hiệu ứng quang nhiệt được kích hoạt bởi bức xạ NIR. Ứng dụng ACS polyme. mẹ. 2022, 4, 5, 3802–3810. Ngày 1 tháng 2022 năm XNUMX. DOI: 10.1021/acsapm.1c01768
