Filme de nanoribão mantém o vidro livre de gelo:a equipe refina o filme de degelo que permite a passagem de radiofrequências
p Esta imagem de microscópio eletrônico de varredura mostra a rede de nanofitas condutivas no filme de nanofita de grafeno de alta densidade da Rice University. Crédito:A.O. Raji / Rice University
p Cientistas da Rice University, que criaram um filme de degelo para domos de radar, agora refinaram a tecnologia para funcionar como um revestimento transparente de vidro. p O novo trabalho do químico James Tour da Rice e seus colegas conseguiu manter as superfícies de vidro dos pára-brisas aos arranha-céus livres de gelo e neblina, mantendo sua transparência para as frequências de rádio (RF).
p A tecnologia foi apresentada este mês na revista American Chemical Society
Materiais Aplicados e Interfaces .
p O material é feito de nanofitas de grafeno, tiras de carbono com a espessura de um átomo criadas pela divisão de nanotubos, um processo também inventado pelo laboratório Tour. Se pulverizado, pintado ou revestido de spin, as fitas são transparentes e conduzem calor e eletricidade.
p No ano passado, o grupo Rice criou filmes de nanofitas sobrepostas e tinta de poliuretano para derreter gelo em sensíveis domos de radar militar, que precisam ser mantidos longe do gelo para mantê-los com desempenho máximo. O material substituiria uma estrutura de óxido de metal volumosa e que consome muita energia.
p A tinta com infusão de grafeno funcionou bem, Tour disse, mas onde era mais espesso, ele quebraria quando exposto a sinais de rádio de alta potência. "Com RF extremamente alto, as porções mais grossas estavam absorvendo o sinal, "disse ele." Isso causou degradação do filme. Essas manchas ficaram tão quentes que queimaram. "
p A resposta foi tornar os filmes mais consistentes. Os novos filmes têm entre 50 e 200 nanômetros de espessura - um cabelo humano tem cerca de 50, 000 nanômetros de espessura - e retêm sua capacidade de aquecer quando uma voltagem é aplicada. Os pesquisadores também conseguiram preservar sua transparência. Os filmes ainda são úteis para aplicações de degelo, mas podem ser usados para revestir vidro e plástico, bem como cúpulas de radar e antenas.
p O filme de nanofita de grafeno de alta densidade da Rice University é fabricado em um processo de várias etapas. Crédito:J.M. Tour / Rice University
p No processo anterior, as nanofitas foram misturadas com poliuretano, mas os testes mostraram que as próprias nanofitas de grafeno formaram uma rede ativa quando aplicadas diretamente a uma superfície. Posteriormente, foram revestidos com uma fina camada de poliuretano para proteção. As amostras foram espalhadas em lâminas de vidro que foram então congeladas. Quando a tensão foi aplicada a qualquer lado do slide, o gelo derreteu em minutos, mesmo quando mantido em um ambiente de -20 graus Celsius, os pesquisadores relataram.
p "Agora podemos pensar em usar esses filmes em vidros de automóveis como um degelo invisível, e até mesmo em arranha-céus, "Tour disse." Arranha-céus de vidro podem ser mantidos livres de neblina e gelo, mas também ser transparente para as frequências de rádio. É realmente frustrante hoje em dia estar em um prédio onde seu celular não funciona. Isso pode ajudar a aliviar esse problema. "
p Esta imagem de microscópio eletrônico de varredura mostra um close da rede de nanofita no filme de nanofita de grafeno de alta densidade da Rice University. Crédito:A.O. Raji / Rice University
p Tour observou que as futuras gerações de Wi-Fi de longo alcance também podem se beneficiar. "Vai ser importante, conforme o Wi-Fi se torna mais onipresente, especialmente nas cidades. Os sinais não podem passar por nada que seja de natureza metálica, mas essas camadas são tão finas que não terão problemas para penetrar. "
p Ele disse que os filmes de nanofita também abrem um caminho para a incorporação de circuitos eletrônicos em vidro que são opticamente e RF transparentes.