O material de revestimento protetor se cura automaticamente em 30 minutos quando exposto à luz solar

Mecanismo de autocura de material de revestimento protetor ecologicamente correto para veículos, incluindo rede de polímeros dinâmicos e corante fototérmico. Crédito:Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coréia (KRICT)

Pesquisadores desenvolveram um material de revestimento protetor transparente que pode se autocurar em 30 minutos quando exposto à luz solar.
A excelente durabilidade dos revestimentos automotivos é a questão mais importante na proteção da superfície de um veículo. Além disso, os materiais de revestimento protetor devem ser incolores e transparentes para que a cor original do produto possa ser vista. No entanto, é difícil fornecer uma função de autocura enquanto satisfaz todas essas condições. Materiais com movimento molecular livre têm alta eficiência de autocura, mas têm baixa durabilidade, enquanto materiais com alta dureza e excelente durabilidade têm desempenho notavelmente baixo de autocura.

A equipe de pesquisa do Dr. Jin Chul Kim, Dr. Young il Park e Dr. Ji-Eun Jeong do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coréia (KRICT) desenvolveu um material de revestimento transparente que satisfaz todas as condições acima e tem desempenho ao dos materiais de revestimento de proteção comercial e pode ser auto-regenerado apenas com luz solar (particularmente próximo à luz infravermelha na luz solar, na faixa de comprimento de onda de 1.000 a 1.100 nm).

Auto-cura de modelo de carro revestido com verniz desenvolvido quando exposto à luz solar focalizada com lupa por 30 segundos. Crédito:Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coréia (KRICT)

Usando o material de proteção auto-regenerativo desenvolvido, os arranhões na superfície podem curar em 30 minutos quando expostos à luz solar. Para demonstrar o desempenho de autocura do material de revestimento desenvolvido, a equipe de pesquisa revestiu um modelo de carro em escala de laboratório usando uma máquina de revestimento por spray. Quando o carro modelo foi exposto à luz do sol do meio-dia por cerca de 30 minutos, um arranhão desapareceu completamente e a superfície do material de revestimento foi restaurada.

Quando a luz solar é absorvida pelo material desenvolvido, a temperatura da superfície aumenta à medida que a energia da luz é convertida em energia térmica. Subsequentemente, o aumento da temperatura da superfície torna possível a autocura de um arranhão superficial, repetindo a dissociação e recombinação de ligações químicas na estrutura do polímero.

À resina de revestimento comercial existente, a equipe de pesquisa adicionou uma ligação química dinâmica (estrutura de ureia impedida) que pode repetir a decomposição e recombinação da estrutura do polímero e misturou-a com um corante fototérmico transparente para induzir a ligação química dinâmica ativamente após a exposição à luz solar .

Estudos anteriores com corantes fototérmicos foram baseados principalmente em materiais inorgânicos de difícil aplicação industrial, pois o material de revestimento deve ser transparente. Além disso, os materiais inorgânicos requerem uma grande quantidade de energia luminosa para produzir um efeito fototérmico.

Superfície auto-regeneradora de um modelo de carro após arranhões quando exposto à luz solar focada com uma lupa (superior) ou à luz solar direta (inferior). Crédito:Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coréia (KRICT)

A equipe de pesquisa usou corantes fototérmicos orgânicos transparentes que podem absorver a luz do infravermelho próximo. A luz infravermelha próxima é uma fonte de energia de longo comprimento de onda que representa menos de 10% da luz solar do meio-dia e pode, assim, evitar o aumento excessivo da temperatura da superfície do veículo. Além disso, os corantes fototérmicos orgânicos apresentam diversas vantagens para comercialização:Não afetam a cor do produto devido à incoloridade inerente, misturam-se facilmente com tintas e são de baixo custo.

No futuro, o material auto-regenerativo desenvolvido poderá ser usado como material de revestimento para aplicações de transporte, dispositivos eletrônicos como smartphones e computadores e materiais de construção. Além disso, espera-se contribuir para a realização da neutralidade de carbono, reduzindo o uso de solventes orgânicos nocivos, que são gerados em grandes quantidades ao repintar veículos.

Esta pesquisa foi publicada como capa suplementar da edição de maio de 2022 da ACS Applied Polymer Materials .

Dr. Jin Chul Kim do KRICT, o diretor de pesquisa, disse:"A tecnologia desenvolvida é uma tecnologia de plataforma que sintetiza materiais de revestimento auto-reparáveis usando materiais poliméricos comerciais baratos e corantes fototérmicos. vernizes, mas também em várias aplicações." + Explorar mais