国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
石墨烯新应用─于极端环境中强效除冰疏水
2016-06-24 10:22:32 作者:本网整理 来源:材料牛

 116120_web.jpg

 

美国莱斯大学科学家已经优化他们的以石墨烯为基底的除冰剂。这种新材料即使在超低温下的环境,也能融化机翼及电线上的冰块,且若温度高于华氏7度的话,冰块甚至是无法形成的。莱斯大学的James Tour化学实验室,赋予这种除冰剂超疏水的性质,使其可以在华氏7度以上时被动地阻止水分凝结。这个薄膜是形成方式是:将除冰剂分散在原子厚度的石墨烯纳米带表面上,由于石墨烯是导体,所以材料能藉由电流来加热以融化冰雪。


  根据研究人员表示,这种材料可以透过喷涂的方式批覆上去,让其适用在更广泛的应用,像是飞机、电力线、雷达罩和船只。该研究将会发布在这个月的美国化学学会杂志ACS Applied Materials and Interfaces。


  “我们已经学会制作一种抗冰材料,它能在较温和的条件下执行,让加热不再是必要条件,而是可以选择性地的去使用。”Tour教授说:“我们现有的薄膜,可以在大范围条件下,使大面积的区块免除于冰雪的吸附。”


  疏水材料是指当他们和水的接触角大于150度的时候;“接触角”这个术语指的是水表面和材料表面接触时,两平面所构成的夹角。水珠越大,接触角就越大。接触角为0度的话基本上就是一个水坑;而最大角180度的话,则定义为刚接触到表面的水珠。


  莱斯大学的薄膜结合氟化物和石墨烯纳米带来提高他们的疏水性质,Tour表示:他们发现纳米带结合全氟链一同调整的话,会导致薄膜具有较高的接触角,指出薄膜在一些特殊情况下为可控的。


  加热测试:将表面加热到室温下,接着再次冷却,发现薄膜的性质并没有产生其他变化。


  研究人员发现,7°C以下时,水会凝结在结构内部的孔隙,导致表面失去其超疏水和防冰的性能。而在这一点上,应用至少12伏特的电力加热,便足以再使其保有疏水的性质。


  应用40伏特加热薄膜,能使其提高到室温,尽管周围环境是零下25°C。


  研究人员发现这虽然有效,但该除冰方式仍然不能完全地排除水份,因为一些会残留在纳米带束间的孔隙。添加一些低熔点(-61°F)的润滑剂到薄膜上,使其表面光滑、加速除冰以及节约能源。

 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心