Rice University-forskare bäddade in grafen-nanoband-infunderad epoxi i en sektion av helikopterblad för att testa dess förmåga att ta bort is genom Joule-uppvärmning. Kredit:Tour Group/Rice University
En tunn beläggning av grafen nanoband i epoxi utvecklad vid Rice University har visat sig vara effektiv vid smältning av is på ett helikopterblad.
Beläggningen av kemisten James Tours Rice-lab kan vara en effektiv avisningsmedel i realtid för flygplan, vindturbiner, transmissionsledningar och andra ytor som utsätts för vinterväder, enligt en ny artikel i tidskriften American Chemical Society ACS tillämpade material och gränssnitt .
I tester, labbet smälte centimetertjock is från ett statiskt helikopterrotorblad i en minus-4 grader Fahrenheit-miljö. När en liten spänning applicerades, beläggningen levererade elektrotermisk värme - kallad Joule-värme - till ytan, som smälte isen.
Nanorbanden som tillverkas kommersiellt genom att dra upp nanorör, en process som också uppfanns på Rice, är mycket ledande. Istället för att försöka producera stora ark dyr grafen, labbet fastställde för flera år sedan att nanoband i kompositer skulle sammankoppla och leda elektricitet över materialet med mycket lägre belastningar än vad som traditionellt behövs.
Tidigare experiment visade hur nanobanden i filmer kunde användas för att avisa radarkupoler och till och med glas, eftersom filmerna kan vara genomskinliga för ögat.
Labbtester vid Rice University på en sektion av en helikopterrotor kyld till minus-4 grader Fahrenheit visar att ett tunt lager av nanoband-infunderad epoxi kan användas som avisningsmedel. Kompositen, inbäddad mellan en nötningssköld och bladet i provet ovan, uppvärmd när elektricitet användes, smälta isen. Materialet kan vara lämpligt för att hålla flygplan, vindkraftverk och överföringsledningar fria från is. Kredit:Tour Group/Rice University
"Att applicera denna komposit på vingar kan spara tid och pengar på flygplatser där de glykolbaserade kemikalierna som nu används för att avisning av flygplan också är ett miljöproblem, " sa Tour.
I Rice's labbtester, nanorribbons var inte mer än 5 procent av kompositen. Forskarna ledda av Rice-studenten Abdul-Rahman Raji spred ett tunt lager av kompositen på ett segment av rotorblad som levererats av en helikoptertillverkare; de ersatte sedan den termiskt ledande nickelnötningshylsan som används som framkant på rotorbladen. De kunde värma kompositen till mer än 200 grader Fahrenheit.
För vingar eller blad i rörelse, det tunna vattenlagret som bildas först mellan den uppvärmda kompositen och ytan bör vara tillräckligt för att lossa is och låta den falla av utan att behöva smälta helt, sa Tour.
Laboratoriet rapporterade att kompositen förblev robust i temperaturer upp till nästan 600 grader Fahrenheit.
Som en bonus, Tour sa, beläggningen kan också hjälpa till att skydda flygplan från blixtnedslag och ge ett extra lager av elektromagnetisk avskärmning.
