美國(guó)：新型功能性涂料或可幫助擋風(fēng)玻璃除冰

        全球涂料網(wǎng)訊：近日，美國(guó)萊斯大學(xué)的化學(xué)家James Tour與軍事用品公司洛克西德.馬丁合作成功開(kāi)發(fā)出一種新型功能性涂料，能夠幫助海洋和空用雷達(dá)天線罩除冰，并且不會(huì)影響無(wú)線電波接收，穿透率很高。

        所謂的雷達(dá)天線罩，可以幫雷達(dá)裝置擋住凍雨和冰，不過(guò)在天寒地凍的天氣中，這些雷達(dá)天線罩也需要除冰，免得損壞。目前多是用金屬支架支撐和加熱氧化鋁陶瓷，其缺點(diǎn)是重量很重，金屬部分也要離裝置很遠(yuǎn)，避免干擾雷達(dá)。

        “氧化鋁陶瓷非常難加熱，需要耗很多能量，因?yàn)閷?dǎo)熱很差。”Tour表示。而只有幾個(gè)原子厚的石墨烯則能夠?qū)щ姡�還很薄讓無(wú)線電波可以輕易通過(guò)。若是將能夠除冰的材料噴在石墨烯納米帶上，除冰裝置就能更輕更便宜更有效。

電子顯微鏡下，石墨烯納米帶嵌入聚胺酯涂料 

        “當(dāng)洛克西德.馬丁公司的工程師Vladimir Volman聽(tīng)到我的博士生Yu Zhu的報(bào)告，講述如何噴涂制造納米帶薄層，他馬上就知道這是他需要的東西。因?yàn)閂olman計(jì)算過(guò)只要用小于100納米厚的石墨烯薄層，就可以因電阻加熱達(dá)到除冰效果。”

        未加工的石墨烯原材有彈道電子傳導(dǎo)的特性(Ballistic onduction)，電子幾乎不會(huì)散射，電阻很小，因此沒(méi)有辦法產(chǎn)生足夠的熱量融冰，但是Tour團(tuán)隊(duì)從多層納米碳管切割出來(lái)的石墨烯納米帶(graphene nanoribbons, GNRs，)經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)處理后可以產(chǎn)生足夠熱量融冰。當(dāng)石墨烯納米帶平均地散布在固體表面時(shí)，各個(gè)納米帶會(huì)互相重疊，這樣當(dāng)電子在納米帶間移動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)因電阻而產(chǎn)生熱量。而電流通過(guò)副產(chǎn)出的熱量多寡，只要調(diào)整涂料涂層的厚度就可以調(diào)整控制。

        在一開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)中，Zhu和Volman所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，是用水溶性的石墨烯納米帶噴涂在物體表面。“他們跟我說(shuō)運(yùn)作的效果很好，但是當(dāng)我們一用手指摸，就會(huì)剝離沾到我們手上。”Tour表示。他在休士頓的一家汽車配件店找到了解決方法：“我買了聚胺酯汽車烤漆，因?yàn)樗�非常耐用，可以在黏著汽車上好幾年都不�?huì)掉。所以我們就將聚胺酯與石磨烯納米帶結(jié)合在一起，結(jié)果既能生熱融冰，也不會(huì)輕易從物體表面剝離。”

        在實(shí)驗(yàn)室中做出約 0.18 平方公尺的樣品，其基底是有彈性的聚亞酯胺，噴涂上聚胺酯放干后，再用加熱板加熱軟化涂料，再用噴槍噴上石墨烯納米帶薄層。如此一來(lái)，干燥后的石磨烯納米帶就會(huì)嵌入涂料，極難移除，不會(huì)再動(dòng)不動(dòng)就掉下來(lái)。Tour說(shuō)他們的團(tuán)隊(duì)也有嘗試過(guò)先噴石磨烯納米帶再噴聚胺酯，效果也不錯(cuò)。

用波導(dǎo)管量測(cè)樣品電磁波特性

        Tour表示由于石墨烯納米帶已經(jīng)可以工業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的下一步目標(biāo)則是，希望能做成幫汽車擋風(fēng)玻璃除冰的功能性汽車涂料產(chǎn)品。（來(lái)源：全球涂料網(wǎng)）

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