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韩国研发透明自愈涂层材料 在阳光下照射30分钟即可让车辆划痕修复

盖世汽车 Fairy 2022-08-09 15:28:24

盖世汽车讯 据外媒报道,韩国化学研究院(Korea Research Institute of Chemical Technology)研发出一种透明的保护涂层材料,在暴露在阳光下30分钟后,其能够自愈。汽车涂层优良的耐久性是保护车辆表面最重要的一点。此外,保护涂层材料应该无色且透明,让产品保持原有的颜色。不过,现在的材料在满足上述所有条件的同时,很难实现自愈功能。分子可自由运动的材料具有较高的自愈效率,但耐久性较低,而硬度高、耐久性优异的材料的自愈性能又明显较差。

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自我愈合的透明涂层材料(图片来源:韩国化学研究院)

不过,韩国化学研究院研发的透明涂层材料则能够满足以上所有条件,其性能与商用保护涂层材料类似,只暴露在阳光(特别是近红外光,波长为1000-1100纳米)就能自愈。

采用该种自愈性保护材料,如果车辆表面有划痕,在阳光下暴露30分后,划痕就可愈合。为了展示该涂层材料的自愈性能,韩国化学研究院研究小组用喷涂机对实验室的模型车喷涂了该材料。当该模型车被暴露在正午的阳光下约30分钟后,划痕完全消失,涂层材料的表面恢复如初。

该自愈现象的原理是:该材料吸收太阳光时, 光能会转化为热能,表面温度会升高。接着,表面温度升高会通过重复解离和重组聚合物结构的化学键,使其表面能够自愈。

在现有的商用涂层树脂上,该研究小组添加了一种可以重复解离和重组聚合物结构的化学键(受阻尿素结构),并将其与一种透明的光热染料混合,使其在阳光照射下能够主动形成动态化学键。

尽管此前已经有人研究了光热染料的自愈功能,但是之前的研究主要基于无机材料,而由于涂层材料必须是透明的,所以难以实现工业化应用。此外,无机材料需要大量的光能才能够产生光热效益。

在现有的商用涂层树脂上,该研究小组添加了一种可以重复解离和重组聚合物结构的化学键(受阻尿素结构),并将其与一种透明的光热染料混合,使其在阳光照射下能够主动形成动态化学键。

该研究小组采用了可以吸收近红外光的透明有机光热材料。 近红外光是一种长波长光源,占正午阳光总光源不到10%,因此可以避免车辆表面温度过度升高。此外,有机光热染料在实现商业化方面还有几大优点:因为无色不会影响产品的颜色、容易与各种涂料混合、价格便宜。

该款自愈材料有望在未来的交通运输、智能手机、电脑等电子设备以及建筑材料等领域用作涂层材料。此外,还有望通过减少车辆重新喷漆时大量产生有害的有机溶剂,为实现碳中和做出贡献。

研究人员表示:“此次研发的技术是利用廉价的商用高分子材料和光热染料合成自修复涂层材料的平台技术。它不仅可以用于汽车透明涂层,还可以广泛应用于各种领域。”

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