پوشش‌های سرامیکی و کاورها، چگونه بدنه خودرو را حفاظت می کنند؟

پوشش ‌نانو سرامیکی و کاورهای بدنه برای اولین بار توسط شرکت های بزرگ تیونینگ برای خودرو های گران قیمت و لوکس مورد استفاده قرار گرفت و بعدها با پیشرفت فناوری به بازارهای عمومی نیز راه پیدا کرد.

بهتر است بخوانید : خودروی فلکس فیول (Flex-Fuel) چیست؟

نظافت بدنه خودروها همیشه مورد توجه خودروسازان و صاحبان خودرو بوده و در سال های اخیر با پیشرفت فراوان در زمینه صنعت خودروسازی و فناوری نانو، واکس، پولیش و شوینده‌های تخصصی برای رفع خط و خش و آبگریز شدن بدنه خودرو وارد بازار شده و مورد توجه عموم قرار گرفت.
در یک دهه اخیر و با ورود فناوری نانو به صنایع خودروسازی، متخصصان با ایجاد لایه های محافظتی، مقاومت بدنه خودرو را در برابر خط و خش‌های سطحی و لکه ها بالا بردند و همچنین آنها را آبگریز کردند.

استفاده از مواد، کاور ها و انواع اسپری و عناصر مختلف برای اهدافی مانند ضد خش شدن(مختص کاور سرامیکی)، شستشوی آسان، خاصیت آبگریزی، پایداری در شرایط جوی مختلف، کم شدن اثرات مخرب فرا بنفش، براق شدن سطح و در نهایت نگهداری آسان فقط برای بدنه اتومبیل نیست ،از آنها در شیشه(استفاده از دی اکسید تیتانیم فوق فعال)، فلز، پلاستیک و یا هر سطح دیگری که نیاز به محافظت داشته باشد میتوان استفاده کرد.

بهتر است بخوانید : چرا باید تایر های خودرو را جابه‌جا کرد؟

برای آبگریزی یک سطح، یا آنرا به صورت ذاتی آبگریز میسازند و یا با استفاده از انواع کاور و لوازم دیگر آنرا آبگریز می‌کنند.کاور ها بصورت کلی به دو نوع رنگی و شفاف تقسیم می‌شوند. در این میان کاورهای شفاف(نانو سرامیک)، بصورت تخصصی برای محافظت رنگ بدنه استفاده میشوند. سازمان بین المللی استاندارد (ISO/TS 80004) نانو مواد را به دو دسته ی کلی تقسیم می‌کند؛ نانو شی(nano-object) و نانو ساختار(nano-structure).

بهتر است بخوانید : علایم و عوامل خرابی کاتالیزور خودرو کدامند؟

اگر ماده ای یکی از ابعاد آن در مقیاس نانو باشد، به آن نانو شئ گفته می‌شود. نانو اشیاء را به سه دسته؛ سه بعدی، دو بعدی و تک بعدی تقسیم می‌کنند که در این میان نانو روکشها جزو نانو اشیا تک بعدی هستند؛ یعنی تنها در یک بعد نانو هستند و دو بعد دیگر آنها بزرگتر از مقیاس نانو می‌باشد.در صورتی که ضخامت روکش مورد نطر در مقیاس میکرون و یا بزرگتر از آن باشد ولی ساختار میکروسکوپی و مورفولوژی(morphology) آن نانو باشد، جزو مواد نانو ساختار می‌باشند.
با توجه به این تفاصیل و تفاسیر، با خصوصیات روکش نانو آشنا شدیم اما در ادامه می خواهیم به بررسی و تحلیل ابعادی و رفتاری این موضوع از دیدگاه علم با زبانی ساده بپردازیم که چگونه کاورهای نانو موجب محافظت از خودرو می‌شوند؟

بهتر است بخوانید : اولین اقدام پس از روشن شدن چراغ چک خودرو چیست؟

پوشش ‌نانو سرامیکی ، یک پلیمر مایع است که مانند کاور روی بدنه خودرو کشیده می شود و با رنگ خودرو پیوند برقرار کرده و لایه ای آب گریز یا هیدروفوب (Hydrophobe) را ایجاد می کند. این مواد برای ترکیب شدن با رنگ خودرو باید با متریال بی‌رنگ و نسبتا مات پایه سرامیکی ترکیب شوند. در ادامه برای درک عمیق این مطلب لازم است با چند اصطلاح و قوانین مربوط به این موضوع آشنا شوید.

Hydrophobe:

این ویژگی به مواد غیرآبدوست اطلاق می‌گردد بدین معنی که با مولکولهای غیرقطبی و غیرآبدوست (مثل روغن) به راحتی حل شده و با هرگونه ترکیب آبدوست دیگر حل نمی‌شود. در ادامه این موضوع می‌توان از همین ویژگی برای آبگریزی سطوح استفاده کرد. مواد آبگریز اجازه ی پخش شدن و یا جذب شدن آب روی سطح خود را به دلیل ناهمواری های میکرو و نانومتری نمیدهند.

Hydrophile:

در مهندسی شیمی به مواد آبدوست، هیدروفیل میگویند و در مقابل هیدروفوب قرار دارد، بدین معنی که با مولکولهای قطبی وآبدوست (مثل آب) به راحتی حل شده و با روغن و هرگونه ترکیب آبگریز دیگر حل نمی‌شوند.

Wettability:

قابلیت و توانایی یک سیال مثل آب (H2O) برای پخش و جذب روی یک سطح سخت در حضور یک سیال دیگر(مثل هوا) را ترشوندگی گویند.
مثال عامیانه برای این پدیده حضور قطره ی آب و جیوه بر روی یک سطح واحد می‌باشد. روی یک سطح مشترک، دو سیال نام برده شده از نظر قابلیت پخش شوندگی بر روی سطح و ایجاد زاویه تماس، عملکرد متفاوتی خواهند داشت. تصویر زیر گواه این عملکرد خواهد بود:

با توجه به شکل، آب نسبت به جیوه خاصیت تر شوندگی بیشتری دارد، انحنای قطره ی جیوه نسبت به آب بیشتر می‌باشد و شکل کروی تری دارد. اما چگونه می‌توان این انحنا را برای سیالی مثل آب زیاد کرد؟ با توجه به تصویر بالا آب به صورت ذاتی زاویه کوچکتری نسبت به جیوه ایجاد می‌کند!

اینجاست که مهندسین با بهره گیری از تکنولوژی، سطحی را بوجود آورده اند که تمام پارامترهای نانومتریک و متعاقبا عملکرد های نانو سرامیک را دارا می‌باشد.

رفتار یک ماده واحد (مثل H2O) در مواجهه با سطوح مختلف با خاصیت های ترشوندگی متفاوت:

(سطح متفاوت– سیال واحد)

شکل ۱ که یک سطح فوق آبگریز است و تر شوندگی آن فوق العاده سخت اتفاق می افتد.(super hydrophobic).
شکل ۲ و ۳ هر کدام طبق شرایط محیطی و مدت زمان تماس آب با سطح میزان پخش و جذبشان تعیین خواهد شد.
شکل ۴ یک سطح آبدوست و معمولی را در مواجهه با آب نشان میدهد که سیال(آب) آنرا خیس خواهد کرد.