09/08/2022 - 8:12
Um material de revestimento protetor transparente que pode se autorreparar em 30 minutos quando exposto à luz solar foi desenvolvido por pesquisadores sul-coreanos. A descoberta foi publicada em capa suplementar da edição de maio de 2022 da revista ACS Applied Polymer Materials.
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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 autorreparo que satisfaça todas essas condições. Materiais com movimento molecular livre têm alta eficiência de autorreparo, mas têm baixa durabilidade, enquanto materiais com alta dureza e excelente durabilidade têm desempenho notavelmente baixo de autorreparo.
A equipe de pesquisa dos doutores Jin Chul Kim, Young il Park e Ji-Eun Jeong, do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coreia (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 se autorregenerar apenas com luz solar (particularmente próximo à luz infravermelha na luz solar, na faixa de comprimento de onda de 1.000 a 1.100 nanômetros).
Regeneração em 30 minutos
Usando o material de proteção autorregenerativo desenvolvido, os arranhões da superfície podem ser reparados em 30 minutos quando expostos à luz solar. Para demonstrar o desempenho de autorreparo 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, o arranhão desapareceu completamente e a superfície do material de revestimento foi restaurada.
Princípio do fenômeno de autorreparo: 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 o autorreparo de um arranhão superficial, repetindo a dissociação e recombinação de ligações químicas na estrutura do polímero.
Para a resina de revestimento comercial existente, a equipe de pesquisa adiciona uma ligação química dinâmica que pode repetir a decomposição e recombinação da estrutura do polímero e misturou-a com um corante fototérmico transparente para que a ligação química dinâmica possa ocorrer ativamente após a exposição à luz do sol.
Materiais baratos
Embora as funções de autorreparo com corantes fototérmicos tenham sido estudadas, pesquisas anteriores foram baseadas principalmente em materiais inorgânicos que são difíceis de aplicar industrialmente, 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.
A equipe de pesquisa usou corantes fototérmicos orgânicos transparentes que podem absorver a luz próxima do infravermelho. Essa luz é uma fonte de energia de longo comprimento de onda que representa menos de 10% da luz solar do meio-dia e, portanto, pode contornar 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 cor incolor inerente, misturam-se facilmente com diversas tintas e são de baixo custo.
Espera-se que o material autorregenerativo desenvolvido seja usado como material de revestimento para aplicações de transporte, dispositivos eletrônicos como smartphones e computadores e materiais de construção no futuro. Além disso, espera-se contribuir para a ajudar na neutralidade de carbono, reduzindo o uso de solventes orgânicos nocivos, que são gerados em grandes quantidades ao repintar veículos.
O dr. Jin Chul Kim, diretor de pesquisa, disse: “A tecnologia desenvolvida é uma tecnologia de plataforma que sintetiza materiais de revestimento autorregenerativos usando materiais poliméricos comerciais baratos e corantes fototérmicos. Espera-se que seja amplamente utilizada não apenas em vernizes automotivos, mas também em várias aplicações”.
