石墨烯新应用─于极端环境中强效除冰疏水

欧洲足球赛事 注：莱斯大学科学家们已经改良他们以石墨烯为基底的除冰剂，以防止低于冰点时凝冰的形成，同时也增加了超疏水的性质，这个强健的薄膜倾向适用于较极端的环境，比如飞机、电力线以及船舶。

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。

本文由编辑部杨洪期提供素材，洪聖哲编译。

原文链接：Rice De-Icer Gains Anti-Icing Properties