透明涂层材料半小时修复汽车表面划痕

科技日报实习记者 张佳欣

据发表在国际科技期刊《ACS应用聚合物材料》上的论文，韩国化学技术研究院（KRICT）研究团队开发出一种透明涂层材料，涂抹后暴露在阳光下30分钟可使汽车表面划痕自我修复。

汽车涂层的优良耐久性是汽车表面保护的首要问题。此外，防护涂层材料应为无色透明，这样才能看到产品的原色。然而，很难在满足所有这些条件的同时提供自我修复功能。具有自由运动分子的材料有着较高的自愈效率，但耐久性较差；而硬度高、耐久性好的材料自愈性能则较差。

新材料满足了上述所有条件，具有与商业防护涂层材料相似的性能。表面划痕暴露在阳光（尤其是太阳光中的近红外光，波长范围为1000—1100纳米）下30分钟即可自愈。

为了展示所开发的涂层材料的自愈性能，研究小组用新材料对实验室的汽车模型进行了喷涂。当模型车暴露在正午阳光下约30分钟时，划痕完全消失，涂层材料表面恢复。

自愈现象的原理是，当太阳光被材料吸收时，表面温度会随着光能转化为热能而上升，材料聚合物结构中的化学键就会解离和重组，使表面划痕自我修复成为可能。

动态聚合物网络和光热染料等环保型车用防护涂层材料的自愈机制。
图片来源：韩国化学技术研究院

研究团队在现有商用涂料树脂的基础上，加入一种动态化学键（受阻脲结构），并将其与透明光热染料混合，使其在阳光下可主动发生动态化学键合。

研究小组使用了能够吸收近红外光的透明有机光热染料。近红外光是一种长波长能源，在中午太阳光中比例不到10%，可以避免车辆表面温度过度升高。此外，有机光热染料在商业化方面还有几个优点：它们不会因为本身的颜色而影响产品的颜色，很容易与各种涂料混合，而且价格低廉。

新开发的自修复材料有望在未来用于交通领域、智能手机和电脑等电子设备，以及建筑涂层材料等。此外，研究人员估计，通过减少有害有机溶剂的使用，新材料还能为实现碳中和作出贡献。