動(dòng)態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)和光熱染料等材料的自愈機(jī)制

圖片來(lái)源：韓國(guó)化學(xué)技術(shù)研究院

　　顆粒在線訊：據(jù)發(fā)表在國(guó)際科技期刊《ACS應(yīng)用聚合物材料》上的論文，韓國(guó)化學(xué)技術(shù)研究院（KRICT）研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種透明涂層材料，涂抹后暴露在陽(yáng)光下30分鐘可使汽車(chē)表面劃痕自我修復(fù)。

　　汽車(chē)涂層的優(yōu)良耐久性是汽車(chē)表面保護(hù)的首要問(wèn)題。此外，防護(hù)涂層材料應(yīng)為無(wú)色透明，這樣才能看到產(chǎn)品的原色。然而，很難在滿足所有這些條件的同時(shí)提供自我修復(fù)功能。具有自由運(yùn)動(dòng)分子的材料有著較高的自愈效率，但耐久性較差；而硬度高、耐久性好的材料自愈性能則較差。

　　新材料滿足了上述所有條件，具有與商業(yè)防護(hù)涂層材料相似的性能。表面劃痕暴露在陽(yáng)光（尤其是太陽(yáng)光中的近紅外光，波長(zhǎng)范圍為1000—1100納米）下30分鐘即可自愈。

　　為了展示所開(kāi)發(fā)的涂層材料的自愈性能，研究小組用新材料對(duì)實(shí)驗(yàn)室的汽車(chē)模型進(jìn)行了噴涂。當(dāng)模型車(chē)暴露在正午陽(yáng)光下約30分鐘時(shí)，劃痕完全消失，涂層材料表面恢復(fù)。

　　自愈現(xiàn)象的原理是，當(dāng)太陽(yáng)光被材料吸收時(shí)，表面溫度會(huì)隨著光能轉(zhuǎn)化為熱能而上升，材料聚合物結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵就會(huì)解離和重組，使表面劃痕自我修復(fù)成為可能。

　　研究團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)有商用涂料樹(shù)脂的基礎(chǔ)上，加入一種動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵（受阻脲結(jié)構(gòu)），并將其與透明光熱染料混合，使其在陽(yáng)光下可主動(dòng)發(fā)生動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵合。

　　研究小組使用了能夠吸收近紅外光的透明有機(jī)光熱染料。近紅外光是一種長(zhǎng)波長(zhǎng)能源，在中午太陽(yáng)光中比例不到10%，可以避免車(chē)輛表面溫度過(guò)度升高。此外，有機(jī)光熱染料在商業(yè)化方面還有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它們不會(huì)因?yàn)楸旧淼念伾绊懏a(chǎn)品的顏色，很容易與各種涂料混合，而且價(jià)格低廉。

　　新開(kāi)發(fā)的自修復(fù)材料有望在未來(lái)用于交通領(lǐng)域、智能手機(jī)和電腦等電子設(shè)備，以及建筑涂層材料等。此外，研究人員估計(jì)，通過(guò)減少有害有機(jī)溶劑的使用，新材料還能為實(shí)現(xiàn)碳中和作出貢獻(xiàn)。