211service.com
Første selvhelbredende belægning
Når en bils undervogn eller et skibsskrog begynder at korrodere, ender det normalt med at blive junket. Nye beskyttende belægninger udviklet ved University of Illinois heler over deres egne ridser uden ekstern indgriben, hvilket beskytter det underliggende metal. De selvhelbredende elementer, indesluttet i mikrokapsler, der rives op, når belægningen bliver ridset, er kompatible med en bred vifte af maling og beskyttende belægninger. Belægningerne, der markedsføres af Autonome materialer of Champaign, IL, kan være på markedet om så snart som fire måneder.
Helbred dig selv: Stål malet med en konventionel belægning (venstre) ruster, hvor det bliver ridset efter nedsænkning i saltvand. Til højre viser ridset stål beskyttet af en ny selvhelbredende belægning ingen korrosion. Indsatte billeder fra et scanningselektronmikroskop viser, at den selvhelbredende belægning har udfyldt ridsen med en beskyttende caulk.
Materialerne, beskrevet online i denne uge i tidsskriftet Avancerede materialer , blev udviklet af Paul Braun og Scott White , begge professorer ved Beckman Institute ved University of Illinois i Urbana-Champaign. Det selvhelbredende system består af to slags mikrokapsler: den ene fyldt med polymerbyggesten, den anden med en katalysator. Fordi kapslerne, der er lavet af polyurethan, holder de reaktive kemikalier inde isoleret, kan de blandes i en lang række belægninger. Når belægningerne bliver ridset, rives mikrokapslerne op, og deres indhold flyder ind i revnen og danner siloxan, en polymer, som Braun sammenligner med badeværelsesklods. I modsætning til andre selvhelbredende systemer kræver Illinois-belægningerne ikke forhøjede temperaturer eller fugt for at reparere.
Illinois-forskerne ridsede stålplader, nogle belagt med materialet og nogle med en konventionel belægning, og nedsænkede dem derefter i saltvand i fem dage. Metalet dækket af den nye belægning var beskyttet mod rust, mens ridser i den konventionelle belægning tillod betydelig rustdannelse. De fremfører en meget overbevisende argumentation for, at systemet fungerer som annonceret, siger Christopher Bielawski , en assisterende professor i materialevidenskab og teknik ved University of Texas i Austin.
Bielawski peger på de praktiske aspekter af Illinois-belægningerne, som består af billige, let tilgængelige kemikalier. Og Braun siger, at de nye additiver kunne bruges i en lang række anvendelser i belægninger, der hærdes op til temperaturer på omkring 150 °C. Gruppen demonstrerede det selvhelbredende system i forskellige belægninger, herunder i en kommerciel militærskibsmaling.
Det meste arbejde med selvhelbredende materialer, inklusive dem, der er udviklet af Illinois-gruppen, har været rettet mod at inkorporere dem i forskellige strukturer, genoprette mekaniske egenskaber til vægge, så de ikke smuldrer, eller til flyvinger, så de ikke knækker. Nøglen til belægningsteknologien, siger Braun, var at indkapsle katalysatoren. Hvis den ikke er beskyttet, kan katalysatoren nedbryde selve belægningen; indkapsling gør systemet kompatibelt med en bred vifte af maling og belægninger.
Disse malinger vil ikke være egnede til steder, hvor æstetik er vigtig, som toppen af en bil, siger Braun. Kapslerne er 10 til 100 mikrometer i diameter, så tyndere belægninger, der inkorporerer dem, ville være ru at røre ved. Larry Evans, administrerende direktør for Autonomic Materials, siger, at de første målmarkeder omfatter industrier, hvor ydeevne er nøglen, såsom skibe, olieplatforme og rørledninger, hvor metaller udsættes for barske miljøer, og det er dyrt at tage systemer offline til hyppig ommaling. Evans fortæller, at det selvhelbredende system er klar til kommercialisering, og at virksomheden har partnerskaber med større coatingfirmaer.