石墨烯材料應(yīng)用于飛行安全

寂靜天花板

由萊斯（Rice）大學(xué)的研究人員研發(fā)的能夠覆蓋在環(huán)氧樹脂材料上的石墨烯納米帶薄涂層,，已經(jīng)被證明能夠融化直升機螺旋槳上所形成的結(jié)冰,。
根據(jù)《美國化學(xué)學(xué)會雜志——ACS應(yīng)用材料與界面》發(fā)表的一項新的研究報告顯示,，萊斯（Rice）大學(xué)實驗室的化學(xué)家James Tour先生所研發(fā)的這種涂層可能是一種目前最有效,、實時的除冰方案,，能夠廣泛地應(yīng)用于飛機,、風(fēng)力發(fā)電機,、輸電線路以及其他表面長期暴露在冬天寒冷的天氣環(huán)境中的設(shè)備,。
  ]) ^3 r9 k( P# O8 y+ w+ ~" ~* m該實驗室使用這一技術(shù)從一個靜態(tài)地放置在零下華氏4度環(huán)境中的直升機螺旋槳葉片上融化了幾厘米厚的冰層。當(dāng)在這一復(fù)合材料上施加一個小的電壓時,，涂層會散發(fā)出一定的熱量——稱為焦耳加熱——能夠融化部件表面上的結(jié)冰,。
納米帶——可以通過拉開具有較高導(dǎo)電能力的納米管，同樣是萊斯（Rice）大學(xué)研發(fā)的一種加工過程——進行大批量的商業(yè)生產(chǎn),。而不是生產(chǎn)大片昂貴的石墨烯材料,，該實驗室通過試驗確定了納米帶復(fù)合材料中互相聯(lián)系、傳導(dǎo)并穿越材料的電流負荷相比常規(guī)材料的需求量要低得多的,。
( G9 l' C7 l" P0 o萊斯（Rice）大學(xué)的實驗室將一個直升機的螺旋槳冷卻到華氏零下4度來測試在環(huán)氧樹脂材料上覆蓋薄薄的一層納米帶涂層是否能夠具有除冰的效果,。
2 j, l- {& c- ?3 d; Y! m研究人員使用石墨烯納米帶制成導(dǎo)電復(fù)合材料（GNR）并將其涂層在環(huán)氧樹脂材料上，作為導(dǎo)電添加劑,。GNR涂層平均為30nm納米寬,，30微米長。
% r8 _! |. L: y先前的試驗表明薄膜狀的納米帶由于是透明的,，可以用于雷達罩和玻璃表面的除冰,。
9 m1 P3 J; _9 Q& ]( f“在飛機機翼上使用這種復(fù)合材料可以為機場節(jié)省大量的時間和金錢。并且這也是一個環(huán)境問題,，因為目前通常使用以乙二醇為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)為飛機除冰,，” Tour先生說。
在試驗中,，納米帶只占到了復(fù)合材料總量的不超過5%,。由萊斯（Rice）大學(xué)的畢業(yè)生Adul-Rahman Raji先生帶領(lǐng)的研究人員們,，在直升機制造商提供的轉(zhuǎn)子葉片部分上薄薄地涂了一層這種復(fù)合材料。然后,，他們更換了作為轉(zhuǎn)子葉片主要邊緣的具有熱傳導(dǎo)性的鎳制耐磨套,，然后就能夠?qū)⒉考�加熱到超過華氏200度。
運動中的機翼或葉片,，在加熱的復(fù)合材料和部件表面之間所形成的一層薄薄的水層將足夠能夠讓結(jié)冰產(chǎn)生松動并脫落,，而并不需要讓冰完全融化，Tour先生說,。
研究人員報告說,，該復(fù)合材料在溫度高達近華氏600度的溫度下仍然表現(xiàn)良好。
作為一個額外的收獲,，該涂層也能夠有助于保護飛機免受雷擊,，并提供一個額外的電磁屏蔽層，Tour先生補充說道,。
5 G: O) T9 b. c+ Y% X; {" N! P% N報告的共同作者還有萊斯（Rice）大學(xué)的本科學(xué)生Tanvi varadhachary先生和Kewang Nan先生,；畢業(yè)生Tuo Wang先生；博士后研究人員Jian Lin先生和Yongsung Ji先生,；阿克倫（Akron）大學(xué)的畢業(yè)生Yu Zhu先生,；斯洛文尼亞（Slovenia）盧布爾雅那（Ljubljana）大學(xué)的Bostjan Genorio先生和研究科學(xué)家Carter Kittrell先生。
, v' X& x! d% PTour先生是化學(xué),、計算機科學(xué),、材料科學(xué)和納米工程教授�,？哲娍茖W(xué)研究辦公室和卡森（Carson）直升機對此項研究進行了支持,。
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