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È stato sviluppato un materiale di rivestimento protettivo trasparente che può auto ripararsi in 30 minuti se esposto alla luce solare.
Che bello sarebbe se righe e graffi sulla carrozzeria della macchina sparissero da soli, senza bisogno di andare dal carroziere o cammuffarli con improbabili soluzioni fai da te dopo la rituale caterva di improperi e maledizioni sciorinata non appena vediamo il danno.
Adesso è possibile, grazie a un nuovo materiale che si auto ripara in meno di mezzora e senza bisogno di nientaltro che della luce del sole.
L’eccellente durata dei rivestimenti automobilistici è fondamentale per proteggere la superficie di un veicolo. Inoltre, i materiali di rivestimento protettivi dovrebbero essere incolori e trasparenti in modo che il colore originale del prodotto possa essere visto.
Il team di ricerca del Dr. Jin Chul Kim, del Dr. Young il Park e del Dr. Ji-Eun Jeong del Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) ha sviluppato un materiale di rivestimento trasparente che può autoripararsi con la sola luce solare (in particolare luce infrarossa, nell’intervallo di lunghezze d’onda da 1.000 a 1.100 nm).
Utilizzando il materiale protettivo autoriparante sviluppato, i graffi superficiali possono scomparire in 30 minuti se esposti alla luce solare.
Per dimostrare le prestazioni del materiale di rivestimento sviluppato, il team di ricerca ha rivestito un’auto, l’ha rigata e l’ha poi esposta alla luce solare di mezzogiorno per circa 30 minuti, il graffio è completamente scomparso e la superficie del materiale di rivestimento è stata ripristinata.
Il principio del fenomeno di auto-riparazione è il seguente: quando la luce solare viene assorbita dal materiale sviluppato, la temperatura superficiale aumenta man mano che l’energia luminosa viene convertita in energia termica.
Successivamente, l’aumento della temperatura superficiale consente di eliminare i graffi superficiali ripetendo la dissociazione e la ricombinazione dei legami chimici nella struttura polimerica.
Alla resina di rivestimento commerciale esistente, il team di ricerca aggiunge un legante chimico dinamico che può ripetere la decomposizione e la ricombinazione della struttura polimerica e mescolarlo con un colorante fototermico trasparente.
Sebbene siano state studiate funzioni riparazione utilizzando coloranti fototermici, studi precedenti si basavano principalmente su materiali inorganici difficili da applicare industrialmente poiché il materiale di rivestimento dovrebbe essere trasparente.
Inoltre, i materiali inorganici richiedono una grande quantità di energia luminosa per produrre un effetto fototermico.
Il team di ricerca ha utilizzato coloranti fototermici organici trasparenti in grado di assorbire la luce del vicino infrarosso. La luce nel vicino infrarosso è una fonte di energia a lunga lunghezza d’onda che rappresenta meno del 10% della luce solare di mezzogiorno, e quindi può aggirare l’eccessivo aumento della temperatura superficiale del veicolo.
Inoltre, i coloranti fototermici organici hanno diversi vantaggi per la commercializzazione: non influenzano il colore del prodotto, si fondono facilmente con varie vernici e sono economici.
Il materiale autoriparante sviluppato potrebbe essere utilizzato come materiale di rivestimento per applicazioni di trasporto, dispositivi elettronici come smartphone e computer e materiali da costruzione in futuro.
Inoltre, si prevede che contribuirà alla riduczione nell’uso di solventi organici nocivi, che vengono generati in grandi quantità durante la riverniciatura dei veicoli.
Questa ricerca è stata pubblicata sul numero di maggio 2022 di ACS Applied Polymer Materials, una rivista scientifica e tecnologica internazionale.
Il Dr. Jin Chul Kim di KRICT, direttore della ricerca, ha dichiarato: “La tecnologia sviluppata è una tecnologia di piattaforma che sintetizza materiali di rivestimento autoriparanti utilizzando sia materiali polimerici commerciali economici che coloranti fototermici. Si prevede che sarà ampiamente utilizzato non solo nei trasparenti automobilistici, ma anche in varie applicazioni. “
Immagine: Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT)
