Поверхностные царапины на автомобильных лакокрасочных покрытиях безвредны, но они портят блестящую и безупречную поверхность роскошных кузовов. Новая краска от саарбрюккенских исследователей теперь должна исправить ситуацию: автомобильная краска, изготовленная из кукурузного крахмала, способна сама восстанавливать мелкие царапины благодаря особому расположению его молекул. Сшивание с помощью кольцеобразных молекул делает материал гибким, так что он заполняет царапины, и они снова исчезают. При финансовой поддержке федерального правительства экологически чистая самовосстанавливающаяся краска теперь должна быть исследована для последующего промышленного использования.
Ученые из Саарского университета и Института новых материалов INM - Leibniz совместно разрабатывают новую краску. В течение следующих трех лет они получат в общей сложности 1,1 миллиона евро от Федерального министерства образования и науки (BMBF) для подготовки к промышленному использованию.
Упругий как чулок
Для сетчатой структуры новых лаков ученые используют круглые производные кукурузного крахмала, так называемые циклодекстрины. Они нанизывают их как жемчужины на микроскопические пластиковые нити. В так называемых полиротаксанах, созданных таким образом, жемчуг может свободно перемещаться по нити и не может проникать сквозь объемные молекулы-пробки. Затем нити сшиваются через шарики посредством химической реакции. «Получающаяся сеть является гибкой и эластичной, как чулок», - объясняет Герхард Венц, профессор органической макромолекулярной химии в Саарском университете. После поверхностной лаковой царапины материал снова выравнивает разрыв, и царапина исчезает через несколько дней.
Цель - экологически чистый продукт без выбросов загрязняющих веществ
«Особенностью нашего подхода является хорошая экологическая совместимость», - подчеркивает профессор Венц. «Циклодекстрины являются природным материалом, который уже получен в промышленности из кукурузного крахмала. Мы хотим проводить химические реакции только в растворителях, безвредных для здоровья ». Хотя основной принцип таких красок уже известен в Японии, до сих пор было возможно производить их только из дорогого сырья и высокотоксичных растворителей. «В конечном счете, наш запланированный производственный процесс должен обеспечить экологически чистый продукт без выбросов загрязняющих веществ, что также убедительно с точки зрения затрат», - продолжает Венц. Для крупномасштабного использования недостаточно производить небольшие количества в лаборатории. Скорее, технологии процесса должны быть разработаныс помощью которого краски можно производить на опытной установке в килограммовых масштабах.
Планируются царапины, климатические и погодные испытания
Успешного апскейлинга недостаточно только для промышленного использования. «Краски должны соответствовать требованиям автомобильной промышленности. Для этого мы проведем обширные процедуры испытаний », - говорит Карстен Беккер-Виллингер, руководитель программной области Nanomers в Институте новых материалов INM - Leibniz в Саарбрюккене. В дополнение к разработке экономичных процессов нанесения, таких как технология распыления с использованием роботов, запланированы обширные испытания на царапины, климат и погодные условия. Они предназначены для доказательства того, что краски могут использоваться в интересах производителя автомобилей и что царапины действительно заживают в течение нескольких дней. Во всех этих сериях испытаний приняты во внимание обычные руководящие принципы ISO для лакокрасочной промышленности. «Промышленное применение возможно только в том случае, если мы соблюдаем эти стандартные правила»,Исследователь из Саарбрюккена суммирует запланированные мероприятия. (Ш)