Похожие статьи
Создан прозрачный материал защитного покрытия, способный самовосстанавливаться за 30 минут при воздействии солнечного света.
Превосходная долговечность автомобильных покрытий является важнейшим фактором защиты поверхностей автомобиля. Кроме того, материалы защитного покрытия должны быть бесцветными и прозрачными, чтобы можно было увидеть исходный цвет продукта. Однако при соблюдении всех этих условий трудно обеспечить самовосстанавливающуюся функцию. Материалы со свободно-молекулярным движением имеют высокую эффективность самовосстановления, но низкую прочность, в то время как материалы с высокой твердостью и превосходной прочностью имеют удивительно низкую эффективность самовосстановления.
Исследовательская группа в составе доктора Джин Чул Ким, доктора Ян Иль Пак и доктора Джи-ын Чон из Корейского научно-исследовательского института химической технологии (KRICT) разработала прозрачный материал покрытия, который отвечает всем вышеперечисленным условиям и имеет схожие характеристики с коммерчески доступными защитными материалами покрытия, и может самоклеиться только при солнечном свете (особенно при солнечном свете в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн от 1000 до 1100 нм).
При использовании разработанного самовосстанавливающегося защитного материала поверхностные царапины могут быть восстановлены в течение 30 минут при воздействии солнечного света.
Чтобы продемонстрировать способность разработанного материала к самовосстановлению, исследовательская группа нанесла покрытие на лабораторную модель автомобиля с помощью распылительной машины. Когда модель автомобиля была подвергнута воздействию полуденного солнечного света в течение 30 минут, царапина полностью исчезла, а поверхность материала покрытия восстановилась.
Принцип самовосстановления: когда солнечный свет поглощается материалом покрытия, температура поверхности повышается, поскольку световая энергия преобразуется в тепловую. Впоследствии повышенная температура поверхности делает возможным самовосстановление поверхностной царапины путем повторной диссоциации и рекомбинации химических связей в структуре полимера.
В существующую коммерчески доступную смолу для покрытия исследовательская группа добавила динамическую химическую связь (структуру с затрудненной структурой мочевины), которая может повторять диссоциацию и рекомбинацию полимерной структуры, и смешала ее с прозрачным фототермическим красителем, чтобы динамическая химическая связь могла активно вырабатываться при воздействии солнечного света.
Хотя функции самовосстановления с использованием фототермических красителей уже изучались, предыдущие исследования в основном основывались на неорганических материалах, которые трудно применять в промышленных масштабах, поскольку материал покрытия должен быть прозрачным. Кроме того, неорганические материалы требуют большого количества световой энергии для создания фототермического эффекта.
Исследовательская группа использовала прозрачные органические фототермические красители, способные поглощать свет ближнего инфракрасного диапазона. Ближний инфракрасный свет является длинноволновым источником энергии, составляющим менее 10% дневного света, и поэтому позволяет избежать чрезмерного повышения температуры поверхности автомобиля. Кроме того, органические фототермические красители имеют ряд преимуществ для коммерциализации: они не влияют на цвет продукта из-за бесцветного цвета, присущего им, легко смешиваются с различными красками и являются недорогими.
Ожидается, что разработанный самовосстанавливающийся материал в будущем будет использоваться в качестве материала для покрытия транспортных средств, электронных устройств, таких как смартфоны и компьютеры, и строительных материалов. Также ожидается, что он будет способствовать реализации принципа углеродной нейтральности за счет сокращения использования вредных органических растворителей, которые в больших количествах образуются при перекраске автомобилей.
Исследование ученых было опубликовано в журнале ACS Applied Polymer Materials.
Эксклюзивный перевод*
Ведущий автор рубрик «общество», «герои среди нас», «технологии». Считаю, что нужно бережно относиться к фактам и тщательно проверять информацию. Именно этим журналистика отличается от записей в блогах.
