Rice University-forskare som skapade en avisningsfilm för radarkupoler har nu förfinat tekniken för att fungera som en transparent beläggning för glas.

Det nya verket av Rice -kemisten James Tour och hans kollegor kan hålla glasytor från vindrutor till skyskrapor fria från is och dimma samtidigt som de behåller sin transparens mot radiofrekvenser (RF).

Tekniken introducerades denna månad i tidskriften American Chemical Society Tillämpade material och gränssnitt .

Materialet är gjort av grafen nanorband, atomtjocka remsor av kol skapade genom att dela nanorör, en process som också uppfunnits av Tour-labbet. Oavsett om det sprutas, målad eller spinnbelagd, banden är genomskinliga och leder både värme och elektricitet.

Förra året skapade Rice-gruppen filmer av överlappande nanoband och polyuretanfärg för att smälta is på känsliga militära radarkupoler, som måste hållas fria från is för att hålla dem på topp. Materialet skulle ersätta ett skrymmande och energikrävande metalloxidramverk.

Den grafeninfunderade färgen fungerade bra, Tour sa, men där det var tjockast, den skulle gå sönder när den utsattes för kraftfulla radiosignaler. "Vid extremt hög RF, de tjockare delarna absorberade signalen, "sa han." Det orsakade försämring av filmen. De där fläckarna blev så varma att de brann upp."

Svaret var att göra filmerna mer konsekventa. De nya filmerna är mellan 50 och 200 nanometer tjocka – ett människohår är ungefär 50, 000 nanometer tjock – och behåller sin förmåga att värma upp när en spänning appliceras. Forskarna kunde också bevara sin transparens. Filmerna är fortfarande användbara för avisningsapplikationer men kan användas för att belägga glas och plast samt radarkupoler och antenner.

I den tidigare processen, nanoribonen blandades med polyuretan, men testning visade att grafennanorbanden själva bildade ett aktivt nätverk när de applicerades direkt på en yta. De belades sedan med ett tunt lager polyuretan för skydd. Prover spreds ut på glasskivor som sedan isades. När spänning applicerades på vardera sidan av sliden, isen smälte inom några minuter även när den hölls i en miljö med minus 20 grader Celsius, rapporterade forskarna.

"Man kan nu tänka sig att använda dessa filmer i bilglas som ett osynligt avisningsmedel, och även i skyskrapor, Tour sa. "Glasskyskrapor kunde hållas fria från dimma och is, men också vara transparent för radiofrekvenser. Det är verkligen frustrerande nuförtiden att befinna sig i en byggnad där din mobiltelefon inte fungerar. Detta kan hjälpa till att lindra det problemet."

Tour noterade framtida generationer av långdistans Wi-Fi kan också gynnas. "Det kommer att bli viktigt, när Wi-Fi blir mer allmänt förekommande, speciellt i städer. Signaler kan inte komma igenom något som är metalliskt till sin natur, men dessa lager är så tunna att de inte har några problem att tränga igenom."

Han sa att nanorbandsfilmer också öppnar en väg mot att bädda in elektroniska kretsar i glas som är både optiskt och RF-transparenta.