Er is een transparant beschermend coatingmateriaal ontwikkeld dat bij blootstelling aan zonlicht in 30 minuten vanzelf herstelt.

Uitstekende duurzaamheid van autocoatings is het belangrijkste aspect bij het beschermen van een voertuigoppervlak. Bovendien moeten beschermende coatingmaterialen kleurloos en transparant zijn, zodat de oorspronkelijke kleur van het product zichtbaar is. Het is echter moeilijk om een ​​zelfgenezende functie te bieden terwijl aan al deze voorwaarden wordt voldaan. Materialen met vrije moleculaire beweging hebben een hoge zelfherstellende efficiëntie, maar hebben een lage duurzaamheid, terwijl materialen met een hoge hardheid en uitstekende duurzaamheid opmerkelijk slechte zelfherstellende prestaties hebben.

Het onderzoeksteam van Jin Chul Kim, Young il Park en Ji-Eun Jeong van het Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) heeft een transparant coatingmateriaal ontwikkeld dat aan alle bovenstaande voorwaarden voldoet en vergelijkbare prestaties levert als commerciële beschermende coatingmaterialen en kan zichzelf herstellen met alleen zonlicht (met name nabij-infraroodlicht in zonlicht, in het golflengtebereik van 1.000 tot 1.100 nm). Het onderzoek is gepubliceerd in ACS Applied Polymer Materials.

Door het materiaal te gebruiken, kunnen oppervlaktekrassen in 30 minuten worden genezen bij blootstelling aan zonlicht. Om de zelfherstellende werking van het ontwikkelde coatingmateriaal te demonstreren, heeft het onderzoeksteam een ​​modelauto op laboratoriumschaal gecoat met behulp van een spraycoating-machine. Toen de modelauto ongeveer 30 minuten werd blootgesteld aan middagzon, verdween de kras volledig en werd het oppervlak van het coatingmateriaal hersteld.

Principe van het zelfherstellende fenomeen: wanneer zonlicht wordt geabsorbeerd door het ontwikkelde materiaal, stijgt de oppervlaktetemperatuur naarmate lichtenergie wordt omgezet in thermische energie. Vervolgens maakt de verhoogde oppervlaktetemperatuur het mogelijk om een ​​oppervlaktekras zelf te herstellen door de dissociatie en recombinatie van chemische bindingen in de polymeerstructuur te herhalen.

Aan de bestaande commerciële coatinghars voegt het onderzoeksteam een ​​dynamische chemische binding toe (belemmerde ureumstructuur) die de ontbinding en recombinatie van de polymeerstructuur kan herhalen, en vermengd met een transparante fotothermische kleurstof zodat dynamische chemische binding actief kan optreden bij blootstelling aan zonlicht.

Hoewel zelfherstellende functies met behulp van fotothermische kleurstoffen zijn bestudeerd, waren eerdere studies voornamelijk gebaseerd op anorganische materialen die moeilijk industrieel aan te brengen zijn omdat het coatingmateriaal transparant moet zijn. Bovendien hebben anorganische materialen een grote hoeveelheid lichtenergie nodig om een ​​fotothermisch effect te produceren.

Het onderzoeksteam gebruikte transparante organische fotothermische kleurstoffen die nabij-infrarood licht kunnen absorberen. Nabij-infraroodlicht is een energiebron met een lange golflengte die minder dan 10% van het zonlicht 's middags voor zijn rekening neemt, en dus kan het een buitensporige stijging van de oppervlaktetemperatuur van het voertuig omzeilen. Bovendien hebben organische fotothermische kleurstoffen verschillende voordelen voor commercialisering: ze hebben geen invloed op de productkleur vanwege de kleurloze inherente kleur, ze zijn gemakkelijk te mengen met verschillende verven en zijn niet duur.