Nanoribbon-film holder glasset isfrit:Team forfiner afisningsfilm, der tillader radiofrekvenser at passere

Forskere fra Rice University, der skabte en afisningsfilm til radarkupler, har nu forfinet teknologien til at fungere som en gennemsigtig belægning til glas.

Det nye værk af Rice-kemikeren James Tour og hans kolleger kunne holde glasoverflader fra forruder til skyskrabere fri for is og tåge, mens de bibeholdt deres gennemsigtighed over for radiofrekvenser (RF).

Teknologien blev introduceret i denne måned i tidsskriftet American Chemical Society Anvendte materialer og grænseflader .

Materialet er lavet af grafen nanobånd, atomtykke strimler af kulstof skabt ved at spalte nanorør, en proces også opfundet af Tour lab. Uanset om det sprøjtes, malet eller spin-coated, båndene er gennemsigtige og leder både varme og elektricitet.

Sidste år lavede Rice-gruppen film af overlappende nanobånd og polyurethanmaling for at smelte is på følsomme militære radarkupler, som skal holdes fri af is for at holde dem i toppræstation. Materialet ville erstatte en omfangsrig og energikrævende metaloxidramme.

Den grafen-infunderede maling fungerede godt, Tour sagde, men hvor det var tykkest, den ville gå i stykker, når den blev udsat for kraftige radiosignaler. "Ved ekstrem høj RF, de tykkere dele absorberede signalet, " sagde han. "Det forårsagede nedbrydning af filmen. De pletter blev så varme, at de brændte op."

Svaret var at gøre filmene mere konsekvente. De nye film er mellem 50 og 200 nanometer tykke – et menneskehår er omkring 50, 000 nanometer tyk – og bevarer deres evne til at varme, når der påføres spænding. Forskerne var også i stand til at bevare deres gennemsigtighed. Filmene er stadig nyttige til afisning, men kan bruges til at belægge glas og plast samt radarkupler og antenner.

I den tidligere proces, nanobåndene blev blandet med polyurethan, men test viste, at grafen nanobåndene selv dannede et aktivt netværk, når de blev påført direkte på en overflade. De blev efterfølgende belagt med et tyndt lag polyurethan til beskyttelse. Prøver blev spredt på objektglas, der derefter blev iset. Når der blev påført spænding på hver side af slæden, isen smeltede inden for få minutter, selv når den blev holdt i et miljø med minus 20 grader Celsius, rapporterede forskerne.

"Man kan nu tænke på at bruge disse film i bilglas som et usynligt tømiddel, og endda i skyskrabere, " sagde Tour. "Glasskyskrabere kunne holdes fri for tåge og is, men også være gennemsigtig for radiofrekvenser. Det er virkelig frustrerende i disse dage at befinde sig i en bygning, hvor din mobiltelefon ikke virker. Dette kunne hjælpe med at afhjælpe det problem."

Tour bemærkede fremtidige generationer af lang rækkevidde Wi-Fi kan også drage fordel. "Det bliver vigtigt, efterhånden som Wi-Fi bliver mere allestedsnærværende, især i byerne. Signaler kan ikke komme igennem noget, der er metallisk i naturen, men disse lag er så tynde, at de ikke vil have nogen problemer med at trænge ind."

Han sagde, at nanobåndsfilm også åbner en vej mod indlejring af elektroniske kredsløb i glas, der er både optisk og RF-gennemsigtige.