Om de prestaties van de P(MV-BA)-mini-emulsie te verbeteren, introduceerden de onderzoekers MXene-nanosheets in de formulering. MXeen, bekend om zijn uitzonderlijke fotothermische conversiecapaciteiten en antibacteriële eigenschappen, werd met behulp van ultrasone technieken in de P(MV–BA)-mini-emulsie gedispergeerd.
De migratie van MXene-nanosheets naar het oppervlak van de leercoatings tijdens het stollingsproces, mogelijk gemaakt door ultrasone trillingen en de amfifiliciteit van MXene, maximaliseert de blootstelling aan licht en bacteriën. Dit resulteert in een aanzienlijke antibacteriële werkzaamheid en een opmerkelijke stijging van de oppervlaktetemperatuur.
Het onderzoek toonde aan dat wanneer de dosering van MXene-nanosheets 1,4 gew.% bedroeg, de oppervlaktetemperatuur van het leer bekleed met P(MV–BA)/MXene-nanocomposiet-mini-emulsie met ongeveer 15 °C toenam onder winterse omstandigheden buitenshuis.
Bovendien bereikte het antibacteriële percentage tegen Escherichia coli en Staphylococcus aureus, onder gesimuleerde zonlichtbehandeling gedurende 30 minuten, bijna 100%. Bovendien verbeterde de introductie van MXene-nanosheets de luchtdoorlaatbaarheid, waterdampdoorlaatbaarheid en thermische stabiliteit van de coatings.
Dit onderzoek biedt niet alleen een nieuwe en duurzame aanpak voor de ontwikkeling van biogebaseerde nanocomposietcoatings voor leer, maar biedt ook de mogelijkheid voor koolstofvrije verwarming op basis van zonlicht in de winter. Door de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en de uitstoot van broeikasgassen te minimaliseren, sluit deze technologie aan bij het mondiale doel van het bestrijden van de klimaatverandering. Bovendien zorgen de verbeterde antibacteriële eigenschappen van de coatings voor een betere bescherming tegen schadelijke bacteriën, virussen en andere micro-organismen.
De bevindingen van het team openen nieuwe wegen voor de productie van milieuvriendelijke coatingmaterialen, niet alleen voor leer, maar ook voor papier, architecturale coatings en diverse andere industrieën. Het biogebaseerde P(MV–BA)/MXene nanocomposiet coatingmateriaal vertoont superieur draagcomfort en hygiënische prestaties, waardoor het een ideaal groen alternatief is voor op aardolie gebaseerde coatingmaterialen zoals P(St–BA).
Deze studie levert een belangrijke bijdrage aan de groene en duurzame ontwikkeling van coatingmaterialen, waardoor de manier waarop we de productie van leer en andere gecoate producten benaderen radicaal verandert.
Meer informatie: Jianzhong Ma et al., Biogebaseerde watergedragen poly(vanilline-butylacrylaat)/MXene-coatings voor leer met gewenst warmtebehoud en antibacteriële eigenschappen, Techniek (2023). DOI:10.1016/j.eng.2023.06.005
Aangeboden door Shaanxi Universiteit voor Wetenschap en Technologie