少量石墨烯可使飞机机翼保持无冰状态

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该技术可以替代常用的除冰解决方案
该技术可以替代常用的除冰解决方案

飞机机翼和直升机旋翼桨叶都面临一个问题-它们都可能结冰。尽管可以在飞机停在地面上时使用除冰解决方案,但这并不能阻止冰在空中飞行时最终形成冰。这就是为什么德克萨斯州赖斯大学的科学家开发了一种新的基于石墨烯的涂层,该涂层通过传导电流不断融化冰。

詹姆斯·图尔(James Tour)教授的带领下,研究人员将环氧树脂与所谓的石墨烯纳米带结合在一起。这些是通过沿一侧“解压缩”碳纳米管制成的-碳纳米管是由石墨烯制成的纳米级管。所得的纳米带基本上是石墨烯的扁平矩形片,与纳米管形式的纳米带相比,石墨烯的面对面表面积更大。

尽管这些条带仅占环氧/石墨烯复合材料的5%,但它们的导电性足以允许电流通过该材料的涂层。即使使用相对较小的电压,该涂层也会传递足够的电热热量以融化冰。

在实验室测试中,转子叶片的前缘涂有复合材料,然后在涂层上连接钢制保护套

在实验室测试中,转子叶片的前缘涂有复合材料,然后在涂层上连接钢制保护套

在实验室测试中,转子叶片的前缘涂有复合材料,然后将金属保护套连接到涂层上。通过施加电流,科学家能够将复合材料加热到200ºF(93ºC)以上的温度。这又将套筒加热到可能融化1厘米(0.4英寸)厚的冰层的程度。转子叶片当时没有移动,并且处于-4ºF(-20ºC)的环境中。

除了帮助使寒冷天气的飞行更安全之外,该技术还可以减少对环境不友好的除冰解决方案的需求,此外,它还可以通过提供额外的电磁屏蔽来帮助保护飞机免受雷击。

最近在ACS Applied Materials and Interfaces杂志上发表了有关该研究的论文


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