德克萨斯休斯顿—2016年1月25日—莱斯大学研发的一种薄层石墨烯纳米带环氧树脂已被证明可以有效地融化直升机叶片上的冰。
根据美国化学学会《ACS应用材料与界面》杂志上的一篇新论文，莱斯实验室的化学家詹姆斯·图尔(James Tour)可能会对飞机、风力涡轮机、输电线路和其他暴露在冬季天气中的表面进行有效的实时除冰。
在测试中，该实验室在零下4华氏度的环境下从静止的直升机旋翼叶片上融化了厘米厚的冰。当施加一个小电压时，涂层就会向表面输送电热——称为焦耳加热——从而融化冰。
通过将纳米管拆开来生产的纳米带具有很高的导电性，这也是莱斯大学发明的一种工艺。该实验室多年前就确定，复合材料中的纳米带可以在材料之间相互连接并导电，而不是试图生产昂贵的大片石墨烯，其负载比传统所需的要低得多。
之前的实验表明，薄膜中的纳米带可以用来除冰雷达穹顶，甚至玻璃，因为薄膜是透明的。
图尔说:“将这种复合材料应用到机翼上可以节省机场的时间和金钱，因为目前用于飞机除冰的乙二醇化学物质对环境也有影响。”
在赖斯的实验室测试中，纳米带的含量不超过复合材料的5%。由赖斯大学的研究生阿卜杜勒-拉赫曼·拉吉(Abdul-Rahman Raji)领导的研究人员在直升机制造商提供的旋翼叶片上涂上了一层薄薄的复合材料涂层;然后，他们更换了用于转子叶片前缘的导热镍耐磨套。他们能够将复合材料加热到超过200华氏度。
图尔说，对于运动中的机翼或叶片，首先在加热的复合材料和表面之间形成的薄薄的一层水应该足以使冰松动，并允许它在不完全融化的情况下脱落。
该实验室报告称，这种复合材料在接近600华氏度的温度下仍然很坚固。
图尔表示，这种涂层还可以保护飞机免受雷击，并提供额外的一层电磁屏蔽。
论文的共同作者是莱斯大学的本科生Tanvi Varadhachary，研究生Wang Tuo，博士后研究员Jian Lin和Yongsung Ji，校友Kewang Nan，阿克伦大学的Yu Zhu和斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的Bostjan Genorio，以及研究科学家Carter Kittrell。
Tour是T.T.和W.F. Chao化学讲座教授，同时也是计算机科学、材料科学和纳米工程教授。
空军科学研究办公室和卡森直升机公司支持这项研究。
2016年1月27日
资料来源:莱斯大学公共事务办公室
