日光に当てると自己修復する新塗料
数年後には、車のバンパーの引っかき傷を取り除くためには、日の当たるところに停めておきさえすれば良くなるかもしれない。紫外線光を浴びると自己修復するポリウレタン塗料が開発されたのだ。
研究の共著者の1人である、南ミシシッピ大学のMarek Urban教授(化学)は次のように語る。「この新素材にはさまざまな実用的な使い道がある。引っかき傷のできそうなものは何でも――電子部品とか、航空機とか、自動車とか、思い付く限りのものは何でも――、この塗料でコーティングすれば良い」
自己修復塗料によって、さまざまな製品の維持と補修が最低限で済むようになり、消費者は費用を節約できるし、廃棄物の削減にもつながる。
「自動車の耐用年数が延びるだろう。見た目も、新品同様の状態を長い間保てる」とUrban教授は言う。
今回の塗料は、人類にとって初の自己修復素材というわけではない。2001年にイリノイ大学の研究チームが、ポリマー塗料に液体入りの小さなカプセルを仕込んで、塗装がひび割れたときにはカプセルの中の補修材が損傷部を満たして修復する、という仕組みを発案した(日本語版記事)。
イリノイ大学の研究チームの1人、Scott White教授は、この技術を基に2005年に会社を立ち上げた。このAutonomic Materials社は数ヵ月以内に、自己修復塗料を市場に投入できる見込みだと、『MIT Technology Review』誌が昨年末に報じている。
別の方法を考案した研究者もいる。2002年に、カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)と南カリフォルニア大学(USC)の研究チームが、高温にさらされると短時間で自己修復する化学物質を完成させた。
南ミシシッピ大学による今回の塗料も、修復を始めさせるのに外部からの刺激が必要だという点ではこれに似ている。だが今回の塗料の場合、必要な刺激は紫外線光なので、与えるのが難しくない。数分間日に当てるだけで、修復を始めさせるには充分だ。
Urban教授と、論文の共著者でやはり南ミシシッピ大学のBiswajit Ghosh氏は、キトサン(節足動物の外殻の主成分であるキチンをアルカリで処理したもの)をポリウレタンに混ぜ込んで、今回の塗料を完成させた。この新素材に小さな刻み目を付けてから、太陽光から得られるのと同程度の強さの紫外線光を浴びせたところ、一連の反応が引き起こされ、損傷を受けた分子が互いに再結合した。こうして、約30分のうちに切り傷が修復されたという。
この研究の詳細は、『Science』誌3月13日号に掲載されている。この新素材の作用は湿気に左右されない。またUrban教授によると、この塗料はかなり安価に製造できるという。
参考論文: "Self-Repairing Oxetane-Substituted Chitosan Polyurethane Networks." By Biswajit Ghosh, Marek W. Urban. Science Vol. 323, 13 March 2009.
