طلاء جديد للسيارات يمكنه أن يعالج الخدوش ذاتيًا بأشعة الشمس

تم تطوير مادة طلاء واقية شفافة يمكنها الشفاء الذاتي في غضون 30 دقيقة عند التعرض لأشعة الشمس، وفقًا لدراسة حديثة.

تم نشر نتائج البحث في مجلة ACS Applied Polymer Materials.

العامل الأكثر أهمية في حماية سطح السيارة هو المتانة الممتازة لطلاء السيارات. من أجل الحفاظ على اللون الأصلي للمنتج ، يجب أن تكون مواد الطلاء الواقية شفافة وعديمة اللون.

يجب تلبية كل هذه المتطلبات من أجل توفير وظيفة الشفاء الذاتي. صلابة عالية ومتانة ممتازة مصحوبة بأداء الشفاء الذاتي الضعيف بشكل ملحوظ في المواد ذات الحركة الجزيئية الحرة ، بينما العكس صحيح بالنسبة للمواد ذات الكفاءة العالية للشفاء الذاتي ولكن المتانة المنخفضة.

الباحثون في المعهد الكوري لبحوث التكنولوجيا الكيميائية (KRICT) بقيادة د. Jin Chul Kim و Young Il Park و Ji-Eun Jeong ابتكروا مادة طلاء شفافة تلبي جميع المتطلبات المذكورة أعلاه ، وتعمل بشكل مشابه لمواد الطلاء الواقية التجارية ، ويمكنها الشفاء الذاتي باستخدام ضوء الشمس فقط (خاصة ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة في ضوء الشمس ، في نطاق الطول الموجي من 1000 إلى 1100 نانومتر).

ويمكن إصلاح خدوش السطح باستخدام مادة الحماية المطورة ذاتيًا في غضون 30 دقيقة عند التعرض لأشعة الشمس. استخدم فريق البحث آلة طلاء بالرش لتغليف سيارة نموذجية على نطاق معمل من أجل إظهار قدرات الشفاء الذاتي لمواد الطلاء المطورة.

واختفى الخدش تمامًا وتمت استعادة سطح مادة الطلاء بعد أن أمضت السيارة النموذجية حوالي 30 دقيقة في ضوء شمس الظهيرة.

المبدأ التوجيهي لظاهرة الشفاء الذاتي هو أن درجة حرارة سطح المادة المطورة تزداد عند امتصاص ضوء الشمس لأن الطاقة الضوئية تتحول إلى طاقة حرارية. يتم بعد ذلك تمكين التفكك وإعادة التركيب المتكرر للروابط الكيميائية في بنية البوليمر من خلال درجة حرارة السطح المرتفعة للشفاء الذاتي لخدش السطح.

يمزج فريق البحث راتينج الطلاء التجاري المتاح حاليًا مع صبغة حرارية ضوئية شفافة ورابط كيميائي ديناميكي (هيكل اليوريا المعوق) الذي يمكنه تكرار تحلل وإعادة تركيب بنية البوليمر بحيث يمكن أن يحدث الترابط الكيميائي الديناميكي بنشاط عند التعرض لأشعة الشمس.

على الرغم من استخدام الأصباغ الحرارية لدراسة خصائص الشفاء الذاتي ، فقد ركزت معظم الأبحاث السابقة على المواد غير العضوية ، والتي يصعب استخدامها في البيئات الصناعية لأن مواد الطلاء يجب أن تكون شفافة. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب إنتاج تأثير ضوئي حراري في المواد غير العضوية قدرًا كبيرًا من الطاقة الضوئية.

استخدم فريق البحث الأصباغ العضوية الحرارية الضوئية الشفافة الممتصة للضوء القريبة من الأشعة تحت الحمراء. يمكن أن يتجنب ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة الزيادات المفرطة في درجة حرارة سطح السيارة لأنه مصدر طاقة طويل الموجة يشكل أقل من 10٪ من ضوء الشمس في منتصف النهار.

بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع الأصباغ العضوية الحرارية بعدد من الفوائد للتسويق ، بما في ذلك حقيقة أنها غير مكلفة ، ويمكن مزجها بسهولة مع الدهانات المختلفة ، ولا تغير لون المنتج بسبب لونها المتأصل عديم اللون.