Po staletí byla barva mnohem víc než dekorativní nátěr. Byla to první obranná linie proti korozi, oděru, namáhání, chemické erozi, hnilobě a dokonce i záření.

Lidé chránili dřevo, plast, kov a dokonce i sklo aplikací tenké, přesto fyzické vrstvy barvy nebo laku.

Během své dlouhé historie zaznamenala barva období rychlého rozvoje, protože už pravěký člověk používal k pokrytí stěn jeskyně křídu, krev a přírodní barviva.

V padesátých letech 20. století vytvořili výrobci nátěrů termoplastické akrylové laky za použití kovových pigmentů. V 70. letech vymysleli elektrolytické nanášení základů, aby se zabránilo korozi automobilů, zatímco v poslední době vynález laků rozpustných ve vodě rozpustných akrylátů a polyesterů, akrylových latexů a nakonec polyurethanových disperzí v 90. letech zlepšil vlastnosti laku.

Dnes nanotechnologie posouvá průmysl nátěrových hmot k dalšímu vědeckému pokroku.

Nanomateriály, jako jsou nanočástice, nanotrubice a nanotyče, měří v průměru méně než 100 nanometrů. V tomto měřítku fungují látky odlišně od toho, jak fungují v makroskopickém měřítku.

Látka proto může být díky začlenění těchto drobných surovin vyrobena silnější, pružnější, magnetičtější (nebo ne), elektricky a tepelně vodivá (nebo ne), anebo tužší.

To znamená pro průmysl nátěrových hmot to, že barvy a laky mohou získat nové vlastnosti.

Například přidání nanočástic oxidu titaničitého může vytvořit barvu, kterou není třeba čistit.

Jak vysvětluje průmyslový časopis Nanopartikel pro nanomateriály: „Nano-oxid titaničitý se používá v barvách k využití dvou z jeho vynikajících vlastností: (i) fotokatalytická aktivita a (ii) ochrana proti UV záření.“ Konkrétně „Výsledkem kombinace fotokatalytického účinku a hydrofilních vlastností je samočisticí účinek barvy. Povrch již nebude nutné pravidelně čistit, protože voda a nečistoty se na něj již nebudou lepit. “

Přidání nanočástic oxidu křemičitého do směsi barvy může mezitím zlepšit tvrdost a odolnost povlaku proti oděru, poškrábání a vlivu počasí. Nano-oxid křemičitý bohužel také omezuje pružnost barvy, čímž zkracuje životnost povlaku, protože je méně schopný přirozeně se rozpínat a smršťovat změnami teploty a vlhkosti.

Jednou ze společností, která využívá nanotechnologickou revoluci v odvětví nátěrových hmot, je pražská AG CHEMI GROUP (která tuto webovou stránku provozuje). Na základě svých téměř 30 let zkušeností v oblasti dodávek průmyslových surovin vyvinuli portfolio nanomateriálů pro použití v barvách a řadu patentovaných procesů pro zlepšení vlastností povlaku.

Jak vysvětluje Lev Lyapeikov, manažer vývoje produktů ve společnosti AG CHEMI GROUP, „Nanomateriály dodávají pryskyřicím a nátěrům nové vlastnosti, aniž by nepříznivě ovlivňovaly fyzikálně-chemickou základnu materiálu, což odlišuje naše řešení od konvenčních nabídek na trhu. Například tradiční použití černých sazí snižuje mechanickou pevnost polymerů a omezuje celou barevnou škálu na jediný barevný výsledek. Ale ne s naším řešením. “

Jednou z klíčových výhod nanomateriálů je, že jejich velikost poskytuje velký poměr plochy k hmotnosti. To znamená, že zahrnutí jen malého množství nanomateriálu může mít výrazný vliv na schopnosti povlaku.

„Technologie vyvinutá naší společností nám umožňuje pracovat s širokou škálou nanomateriálů různých koncentrací,“ říká Lyapeikov. "Můžeme například vytvořit řešení s koncentrací 0,015% nanomateriálů, které má vynikající funkční vlastnosti." Nebo můžeme vyrobit kompozici obsahující až 10% nanomateriálů se specifickým povrchem až 1000 m2 na gram. “

Jako každý nový vědecký pokrok, i nanotechnologie má své skeptiky.

Jako Dr. Peter Wick ze švýcarských federálních laboratoří pro vědu a technologii materiálů (Empa) a autor knihy „Je nanotechnologie revolucí v průmyslu barev a laků? Kritické stanovisko, “píše:„ V této době neexistuje záruka, že nanomateriály v barvách a fasádách z dlouhodobého hlediska splní svůj úkol, protože nejsou k dispozici žádné dlouhodobé studie. “ Na závěr uvádí: „Tudíž v tuto chvíli stále není známo, zda má smysl začlenit nanomateriály do barev. K nalezení odpovědí je stále zapotřebí intenzivního výzkumu a vývoje. “

Výzkum zaměřený na zjištění negativních vedlejších účinků používání nanomateriálů jako suroviny v barvách a lacích musí ještě ukázat významná zdravotní rizika, ačkoli studie stále probíhají.

Významnou výhodou získanou nanomateriálovým začleněním do barvy může být přidání antibakteriálních a antivirových vlastností.

Již v roce 2008 studie publikovaná v časopise Nature Materials zjistila, že „povrchy potažené barvou stříbra a nanočástic vykazovaly vynikající antimikrobiální vlastnosti tím, že zabíjely jak grampozitivní lidské patogeny (Staphylococcus aureus), tak gramnegativní bakterie (Escherichia coli ). “

Zatímco studie z roku 2010 v časopise Journal of Nanobiotechnology zjistila, že „nanočástice stříbra prokázaly antivirovou aktivitu proti HIV-1 v necytotoxických koncentracích…“

Rychle vpřed do roku 2020 a vědci jsou nyní blízko k nalezení nanomateriálů, které mohou být přidány do nátěrů za účelem zabití koronaviru. Průmyslový časopis Coatings World uvádí, že „průzkum literatury ukazuje, že nanočástice (NP) různých kovů a oxidů kovů, jako jsou nanočástice oxidu zinečnatého (ZnONPs), nanočástice oxidu měďného (CuONPs), nanočástice stříbra (AgNPs), částice jodidu měďnatého ( CuINP), nanočástice zlata na nanočásticích oxidu křemičitého (Au-SiO2NP) a také některé kvartérní amoniové kationty, které se běžně nazývají QUAT, velmi slibně deaktivují virus a tyto výsledky jsou dobře prokázány. “

Nanotechnologie v barvách má zjevně co nabídnout.

Vlastnosti, které nanomateriály mohou brzy poskytnout barvám, mohou mít limity blízké tomu, co je dnes považováno za sci-fi.

Mohou nanočástice mědi vytvořit elektricky vodivý povlak a přeměnit zeď na obrazovku počítače? Mohou nanomateriály učinit nemocniční povrchy antibakteriálními? Mohou nanomateriály chránit nátěr před extrémním teplem? Nebo zimou? Nebo zářením?

Zatímco některé z těchto konceptů mohou zůstat jako čistá fantazie, neměly by být ignorovány vývojové trendy ve zlepšování rozsahu vyráběných povlaků, které vyvíjejí odborníci na nanomateriály.

Barvy a laky neustále potřebují modernizaci a nyní je čas, aby nanotechnologie hrála v jejich historii svoji roli.

Fotografický kredit: Markus Spiske on Unsplash, Unsplash, Joey Huang on Unsplash, National Cancer Institute, Rodrigo de la torre from Pixabay, Jr Korpa on Unsplash, & Myriam Zilles from Pixabay