【48812】柔性网格石墨烯电热薄膜用于管道机翼去冰等

  柔性电热膜关于在冰冷气候中维护设备和体系至关重要，例如天然气管道中的冰阻塞和飞机机翼上的结冰。因而，柔性电加热器是工业运转中必不可少的设备之一。开发具有低作业电压、高稳态温度和杰出机械稳定性的柔性电热膜是首要应战之一。本文，郑州大学Bangbang Nie、Ronghan Wei等研讨人员在《Langmuir》期刊宣布名为“Flexible Grid Graphene Electrothermal Films for Real-Time Monitoring Applications”的论文，研讨结合激光感应法和转印工艺，制作出了根据石墨烯图画结构的柔性电热膜。网格结构规划为电热膜的使用供给了准确的实时监测，在处理管道除冰和清除冰堵问题方面显现出了潜力。柔性电热膜在15V电压下可到达 165 ℃ 的高加热温度，并表现出满足的加热稳定性。经过选用简略高效的办法制作柔性高性能电热膜，咱们为除冰和监测使用供给了牢靠的处理方案。

  图1.（a） 柔性可拉伸石墨烯“激光诱导和搬运”工艺的制作程序。（b） LIG的拉曼光谱。（c）采取了激光诱导工艺制备了网格图画石墨烯。（d）PDMS基板上的结构化石墨烯图画。激光诱导的不同石墨烯结构图样：（e）花图、（f）郑州大学英文简称图样和（g）大熊猫图。

  图2.（a）不同宽度的石墨烯线：（i）PI薄膜上的石墨烯和（ii）PDMS薄膜上的石墨烯。（b）石墨烯的SEM图画（i）在PI薄膜上和（ii）在PDMS薄膜上。（c） 石墨烯的厚度 （i） 在 PI 薄膜上和 （ii） 在 PDMS 薄膜上的厚度。（d） PI薄膜和PDMS薄膜上不同的线宽石墨烯电导率。（e）串联导电石墨烯线能够照亮一个小灯泡。

  图3.（a） 物理尺度为 （i） 474、（ii） 556、（iii） 716、（iv） 1055、（v） 1318 和 （vi） 1575 μm 的不同开网栅电热膜，以及 （b） 10 V 下的红外热像成像图画。（c） 在10 V的外加电压下不同网状电热膜的随时刻改变的温度。（d） 1575 μm宽的电热薄膜在不同施加电压下随时刻改变的温度。（e） 电热膜中温度与电压平方的联系。（f） 石墨烯电热薄膜在阶梯电压下的温度调理才能。

  图4.（a）在10 V电压下加热2 h的石墨烯电热薄膜的温度稳定性测验输出。（b） 温度改变和ΔR/R0在拉伸循环下。（c）Δ R/R0柔性电热膜在3000次拉伸循环下。（d） 加热后电热膜的柔韧性评价。

  图5.（a）经过加热柔性电热膜，能够在栅极两边清楚地调查到温度传感层的色彩改变。正面色彩 （i，ii） 和反面色彩 （iii，iv） 的改变。（b） 电热膜外表的冰敏捷消融。（c）网格化石墨烯电热膜缓解了冰阻塞：（i）模仿管道冰塞;（ii）冰消融;以及 （iii） 赤色墨水流、冰塞毛病扫除。

  经过激光感应法和转印工艺的结合，制备了一种根据嵌入式石墨烯网格的柔性电热薄膜。网格结构的规划使电热膜具有必定的全体通明度。能够终究靠石墨烯线之间的通明网格实时调查加热。石墨烯网格结构的电导率能够终究靠优化石墨烯线V的外加电压下能够到达165°C的高温。柔性电热膜能够包裹在需求加热的器材外表，网格规划确保实时检测，在除冰、加热等范畴展现出巨大的使用远景。