El material de pintura tiene la capacidad de mantener el color natural del automóvil.

Los científicos han creado un material de revestimiento protector transparente que puede autorrepararse en 30 minutos cuando se expone a la luz solar.

Mecanismo de autorreparación de materiales de revestimiento protectores respetuosos con el medio ambiente para compuestos, incluida la red de polímero dinámico y el tinte fototérmico. Crédito de la imagen: Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT)

La excelente durabilidad de la pintura para automóviles es el factor más importante cuando se trata de proteger la superficie del automóvil. Además, los recubrimientos protectores deben ser transparentes e incoloros para que se pueda ver el color original del producto. Sin embargo, es difícil garantizar una función de autorreparación si se cumplen todas estas condiciones.

La dureza alta y la tenacidad excepcional van acompañadas de un rendimiento de autorreparación muy pobre en materiales con movimiento molecular libre, mientras que ocurre lo contrario con materiales con alta capacidad de autorreparación pero baja tenacidad.

Investigadores del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT) dirigidos por el Dr. Jin Chul Kim, Young Il Park y Ji-Eun Jeong han creado un material de recubrimiento transparente que cumple con todos los requisitos anteriores, funciona de manera similar a los recubrimientos protectores comerciales y puede autocurarse usando solo luz solar (especialmente luz infrarroja cercana a la luz del sol). , dentro del rango de La longitud de onda es de 1000 a 1100 nanómetros).

Los rayones en la superficie se pueden reparar con un material protector autorreparable dentro de los 30 minutos cuando se exponen a la luz solar. El equipo de estudio usó una máquina de pintura en aerosol para recubrir un modelo de automóvil a escala de laboratorio para demostrar las capacidades de autorreparación del material de pintura creado. El defecto desapareció y la superficie de la pintura se restauró después de que el automóvil prototipo hubiera pasado unos 30 minutos a la luz del sol del mediodía.

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El principio rector del fenómeno de autocuración es que la temperatura de la superficie del material generado aumenta con la absorción de la luz solar porque la energía de la luz se convierte en energía térmica. La disociación y recombinación frecuente de los enlaces químicos en la estructura del polímero se habilita luego por la temperatura superficial elevada para la autocuración del rayado de la superficie.

El equipo de investigación combinó una resina de revestimiento comercial ya existente con un pigmento fototérmico transparente y un enlace químico dinámico (la estructura de urea retardada) que podía repetir la descomposición y recombinación de la estructura del polímero para que la reacción química dinámica pudiera tener lugar activamente tras la exposición a luz de sol.

Aunque se han utilizado tintes térmicos para estudiar las propiedades de autorreparación, la mayoría de las investigaciones anteriores se han centrado en compuestos inorgánicos, que son difíciles de usar en entornos industriales porque los recubrimientos deben ser transparentes. Además, la producción del efecto fototérmico en materiales inorgánicos requiere una gran cantidad de energía fotovoltaica.

El equipo de investigación utilizó tintes fototérmicos orgánicos transparentes, que absorben la luz, en el infrarrojo cercano. La luz del infrarrojo cercano puede evitar aumentos significativos en la temperatura de la superficie del vehículo porque es una fuente de energía de onda larga que constituye menos del 10 % de la luz solar de la tarde.

Además, los pigmentos orgánicos termoplásticos tienen muchos beneficios para la comercialización, incluida la asequibilidad, la facilidad de mezcla de pintura y el hecho de que su color incoloro inherente no cambia el color del producto.

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Las aplicaciones futuras de los materiales de autorreparación incluyen recubrimientos para materiales de construcción y equipos eléctricos como computadoras, teléfonos móviles y aplicaciones de transporte. Además, se espera que la reducción del uso de solventes orgánicos peligrosos producidos en masa al volver a pintar los vehículos ayude al mundo a lograr la neutralidad en carbono.

Esta investigación se publicó como portada adicional para la edición de mayo de 2022 de Materiales poliméricos aplicados ACSEs una revista científica y tecnológica internacional.

La tecnología desarrollada es una tecnología de plataforma que fabrica materiales de revestimiento autorreparables utilizando materiales poliméricos comerciales económicos y pigmentos fototérmicos. Se espera que sea ampliamente utilizado no solo en capas transparentes para automóviles sino también en diversas aplicaciones..

Dr.. Jin Cheol Kim, Director de Investigación, Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea

Referencia de la revista:

Hijo, D. H., y otros. (2022) Autorreparación rápida, local y de baja energía de recubrimientos transparentes para automóviles mediante un efecto fototérmico inducido por radiación NIR. Materiales poliméricos aplicados ACS. doi.org/10.1021/acsapm.1c01768.

fuente: https://www.nst.re.kr/www/index.do

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