Informację na ten temat podaje pismo „ACS Applied Polymer Materials” (http://dx.doi.org/10.1021/acsapm.1c01768).

Wysoka trwałość lakierów, którymi pokrywa się samochody, to najważniejsza kwestia, jeśli chodzi o ochronę powierzchni pojazdów. Poza wyjątkową wytrzymałością i odpornością materiały, z których wykonane są takie powłoki, powinny być bezbarwne, aby można było przez nie zobaczyć oryginalny kolor produktu. Trudno jest jednak zapewnić funkcję samonaprawiania przy jednoczesnym spełnieniu wszystkich tych warunków. Np. materiały o swobodnym ruchu molekularnym mają wysoką skuteczność samonaprawy, jednak ich trwałość jest zazwyczaj bardzo niska. I odwrotnie: materiały o wysokiej twardości i doskonałej trwałości mają wyjątkowo słabą zdolność samoregeneracji.

Zespół badawczy z Koreańskiego Instytutu Technologii Chemicznej opracował przezroczysty materiał powłokowy, który spełnia wszystkie powyższe warunki, a do tego ma podobną wydajność do obecnie stosowanych, komercyjnych materiałów ochronnych. Mechanizm samonaprawy jest w nim wyzwalany za pomocą światła słonecznego, a szczególnie w zakresie długości fal od 1000 do 1100 nm (co oznacza bliską podczerwień).

Jak mówią autorzy rozwiązania, dzięki ich materiałowi zarysowania powierzchni „goją się” same. Wystarczy 30 minut ekspozycji na promienie słoneczne.

Aby zademonstrować skuteczność technologii, naukowcy za pomocą maszyny do powlekania natryskowego pokryli swoją nową powłoką model samochodu. Następnie zarysowali go i w samo południe wystawili na słońce. Po około 30 minutach rysa całkowicie zniknęła, a pierwotna struktura materiału powłokowego została przywrócona.

Mechanizm rekacji, jaka z tym stoi, jest dość prosty: kiedy materiał pochłania światło słoneczne, temperatura jego powierzchni rośnie. Energia świetlna jest przekształcana w energię cieplną. Podwyższona temperatura powierzchni umożliwia zaś samoczynne wygładzanie zarysowań poprzez powtórzenie dysocjacji i rekombinacji wiązań chemicznych w strukturze polimeru.

Do opracowania samonaprawiającej się powłoki zespół badawczy wykorzystał przezroczyste organiczne barwniki fototermiczne, które mogą pochłaniać światło bliskie podczerwieni. Mają one kilka ważnych zalet: nie wpływają na kolor produktu, łatwo mieszają się z różnymi farbami i są niedrogie. Dzięki wykorzystaniu fali światła bliskiej podczerwieni nie powodują również nadmiernego nagrzewania się powierzchni samochodu.

Oczekuje się, że nowo opracowany materiał samonaprawiający będzie w przyszłości wykorzystywany jako powłoka ochronna nie tylko do zastosowań transportowych, ale też w urządzeniach elektronicznych, takich jak smartfony i komputery, oraz do produkcji materiałów budowlanych. Ponadto oczekuje się, że przyczyni się on do zmniejszenia śladu węglowego tych gałęzi przemysłu z uwagi na to, że pozwoli ograniczyć stosowanie szkodliwych rozpuszczalników organicznych, które powstają w dużych ilościach podczas lakierowania pojazdów w celu ich odnowy.(PAP)

Katarzyna Czechowicz

kap/ agt/