Lakierniczy świat przyszłości

Czasy się zmieniają i w zaawansowanych laboratoriach już dawno zapomniano o pracy na tradycyjnych mikroskopach. Obecnie słowo nanotechnologia można spotkać na każdym kroku codziennego życia. Czym ona jest i do czego może się przydać? 

Przede wszystkim nanotechnologia pozwala na tworzenie struktur na poziomie atomowym czy cząsteczkowym. Jest to stosunkowo nowe podejście, które odnosi się do poznania i doskonalenia właściwości materii w skali „nano”: jeden nanometr (jedna miliardowa metra). Ale jak duże są te przedmioty? Można zobrazować to przyrównując ludzki włos, którego grubość jest 1000 razy większa do postawionej obok nano struktury. Zastanówmy się, dlaczego badacze tak mocno skupili się na tak małych elementach, które nie powinny być istotne. 

Działania w zakresie nanotechnologii zdobywają coraz szersze zastosowanie, niosą ogromny potencjał, co w niedługim czasie będzie skutkowało rewolucją w wielu dziedzinach naszego życia. Manipulując na poziomie cząsteczkowym ewidentnie dyktuje się kierunki, w jakie przyszłe nano-produkty (w tym lakiery) będą zmierzały na przestrzeni kolejnych lat. Nanotechnologia przyczyniła się do opracowania specjalistycznych powłok określanych terminem „smart coatings” (powłoki inteligentne). Zaliczamy do nich m. in.: 

•     Farby samonaprawiające uszkodzenia zewnętrznych powłok lakierniczych od paru lat stosowane do malowania promów kosmicznych, jak i rakiet produkcji SpaceX wysyłanych na stajcję międzynarodową. Obecnie w przemyśle motoryzacyjnym można spotkać takie lakiery nakładane w samochodach marek premium. 
•     Kamuflażowe materiały powłokowe dla przemysłu zbrojeniowego, których zastosowanie można zobaczyć w wielu prototypach nowego sprzętu wojskowego. Niestety obecnie największym problemem jest trwałość takiej powłoki.
•     Powłoki sygnalizujące nieszczelności instalacji i inne awarie, w perspektywie czasu będą miały zastosowanie nie tylko w instalacjach budowlanych, ale także w motoryzacji, dzięki czemu znacznie szybciej i łatwiej będzie można wykryć nieszczelność.
•     Powłoki reagujące w określony sposób na wahania temperatury, takie powłoki termiczne można już spotkać, a ich zastosowanie w motoryzacji szczególnie w tuningu staje się standardem.
•    Określenie „smart coatings" odnosi się również do farb wykazujących zachowanie antybakteryjne, w których wykorzystuje się cząsteczki nanosrebra. Materiały te niekiedy opisywane są jako „functional coatings” („powłoki funkcyjne”) z powodu funkcji, jaką pełnią - w tym przypadku antybakteryjnej. Nanocząsteczki niektórych wypełniaczy (m. in. krzemionki) podnoszą odporność mechaniczną powłok lakierniczych do drewna, a tlenki metali o rozmiarach nano decydują o ochronie malowanych powierzchni przed działaniem promieni UV, a także zapewniają dobre właściwości antykorozyjne. W produkcji lakierów również wykorzystywane są produkty nanotechnologii jako spoiwo lakieru, które wpływa na zwiększenia adhezji do podłoża, zapewniając doskonałe wypełnienie porów podłoża. 

Samoczyszczący się lakier samochodowy

Przykładowo nanosrebro wykazuje znacznie silniejsze działanie bakteriobójcze i grzybobójcze niż srebro w postaci makro czy mikro, a jego efektywność wzrasta proporcjonalnie wraz z redukcją wielkości cząsteczek (im mniejsze cząsteczki tym większa powierzchnia czynna). Niemieckie oraz japońskie konsorcja samochodowe są pozytywnie nastawione na takie rozwiązanie technologiczne. Trwają prace badawcze nad zastosowaniem podobnych powłok w transporcie publicznym.
Samooczyszczające się i dodatkowo antybakteryjne powierzchnie mogą zdziałać cuda w obliczu stale powiększających się miast (Tokio ma już 38 mln mieszkańców). W produkcji powłok wykorzystuje się materiały organiczne, nieorganiczne, ale również nowoczesne tworzywa opracowane przez człowieka, takie jak kompozyty i meta materiały. 

Choć w ostatnim czasie masowo powstają nowe technologie otrzymywania powłok funkcjonalnych, często są to rozwiązania jedynie na skalę laboratoryjną, niemożliwe do zastosowania na dużych powierzchniach. Wyzwaniem dla technologów będzie więc dostosowanie tych metod do potrzeb przemysłu tak, aby warstwy funkcjonalne można było nanosić na obiekty o dowolnie dużej powierzchni. 
Kolejnym problem w przypadku tego typu powłok jest niepożądana interferencja między poszczególnymi warstwami stosowanymi na powierzchniach malowanych. Widzimy, że jeszcze długa droga przed nami, aby uzyskać produkty spełniające wszystkie oczekiwania. 

Czasami, na co dzień, widzimy produkty, których właściwości nie zawsze doceniamy. Dla przykładu możemy sami zadbać o to, aby powłoka naszego samochodu była, choć odrobinę „samoczyszcząca”. Wystarczy zastosować wosk (np. WAX marki Profix) i w krótkim czasie, bez ingerencji w nano świat, otrzymujemy nie tylko lustrzaną powłokę lakieru, ale co równie ważne, długo utrzymującą czystość powierzchni.