Beskyttende belægningsmateriale heler sig selv på 30 minutter, når det udsættes for sollys

Forskere har udviklet et gennemsigtigt beskyttende belægningsmateriale, der kan selvhelbredende på 30 minutter, når det udsættes for sollys.

Fremragende holdbarhed af belægninger til biler er det vigtigste spørgsmål for at beskytte en køretøjsoverflade. Derudover skal beskyttende belægningsmaterialer være farveløse og gennemsigtige, så produktets originale farve kan ses. Det er dog vanskeligt at give en selvhelbredende funktion, samtidig med at man opfylder alle disse betingelser. Materialer med fri molekylær bevægelse har høj selvhelbredende effektivitet, men har lav holdbarhed, hvorimod materialer med høj hårdhed og fremragende holdbarhed har bemærkelsesværdig dårlig selvhelbredende ydeevne.

Forskerholdet af Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park og Dr. Ji-Eun Jeong fra Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) har udviklet et gennemsigtigt belægningsmateriale, der opfylder alle ovenstående betingelser og har lignende ydeevne i forhold til kommercielle beskyttende belægningsmaterialer og kan selvhelbredende med kun sollys (især nær infrarødt lys i sollys, i bølgelængdeområdet fra 1.000 til 1.100 nm).

Ved at bruge det udviklede selvhelbredende beskyttende materiale kan overfladeridser hele på 30 minutter, når de udsættes for sollys. For at demonstrere den selvhelbredende ydeevne af det udviklede belægningsmateriale coatede forskerholdet en modelbil i laboratorieskala ved hjælp af en spray-coating-maskine. Da modelbilen blev udsat for middagssol i omkring 30 minutter, forsvandt en ridse fuldstændigt, og overfladen af ​​belægningsmaterialet blev genoprettet.

Når sollys absorberes af det udviklede materiale, stiger overfladetemperaturen i takt med at lysenergi omdannes til termisk energi. Efterfølgende gør den øgede overfladetemperatur det muligt at selvhelbrede en overfladeridse ved at gentage dissociationen og rekombinationen af ​​kemiske bindinger i polymerstrukturen.

Til den eksisterende kommercielle belægningsharpiks tilføjede forskerholdet en dynamisk kemisk binding (hindret urinstofstruktur), der kan gentage nedbrydningen og rekombinationen af ​​polymerstrukturen, og blandede den med et gennemsigtigt fototermisk farvestof for at inducere dynamisk kemisk binding aktivt ved eksponering for sollys .

Tidligere undersøgelser med fototermiske farvestoffer var hovedsageligt baseret på uorganiske materialer, som er vanskelige at påføre industrielt, da belægningsmaterialet skulle være gennemsigtigt. Derudover kræver uorganiske materialer en stor mængde lysenergi for at frembringe en fototermisk effekt.

Forskerholdet brugte gennemsigtige organiske fototermiske farvestoffer, der kan absorbere nær-infrarødt lys. Nær-infrarødt lys er en energikilde med lang bølgelængde, der tegner sig for mindre end 10 % af middagssollyset, og kan således omgå en overdreven stigning i køretøjets overfladetemperatur. Derudover har organiske fototermiske farvestoffer flere fordele til kommercialisering:De påvirker ikke produktfarven på grund af iboende farveløshed, blandes let med maling og er billige.

I fremtiden kan det udviklede selvhelbredende materiale bruges som belægningsmateriale til transportapplikationer, elektroniske enheder såsom smartphones og computere og byggematerialer. Derudover forventes det at bidrage til realiseringen af ​​kulstofneutralitet ved at reducere brugen af ​​skadelige organiske opløsningsmidler, som dannes i store mængder ved omlakering af køretøjer.

Denne forskning blev offentliggjort som det supplerende omslag til maj 2022-udgaven af ​​ACS Applied Polymer Materials .

Dr. Jin Chul Kim fra KRICT, forskningsdirektøren, sagde:"Den udviklede teknologi er en platformsteknologi, der syntetiserer selvhelbredende belægningsmaterialer ved hjælp af både billige kommercielle polymermaterialer og fototermiske farvestoffer. Det forventes at blive brugt i vid udstrækning, ikke kun i bilindustrien. klarlak, men også til forskellige anvendelser." + Udforsk yderligere

En hurtighelende og højtydende metallosupramolekylær elastomer baseret på pyridin-Cu-koordination