KAIST研究团队开发出仅需要阳光的防冰膜
韩国科学技术院的研究团队开发了一种防冰和除冰薄膜涂层技术，可以将金纳米粒子的光热效应应用于工业现场，无需加热丝、定期喷涂或涂油防冻物质以及基材设计变更。
机械工程系(流体与界面实验室)的 Hyoungsoo Kim 教授和化学系(软材料组装组)的 Dong Ki Yoon 教授领导的研究小组于 1 月 3 日透露，共同开发了一种可以均匀图案化的原创技术通过简单的蒸发将金纳米棒(GNR)颗粒分布在象限中，并用它来开发防冰和除冰表面。
近年来，许多科学家尝试通过各种涂层技术来控制基材表面，其中涉及功能纳米材料图案化的技术受到了特别关注。特别是，GNR因其生物相容性、化学稳定性、相对简单的合成及其稳定且独特的表面等离子体共振性质而被认为是一种有前途的候选纳米材料。为了最大限度地发挥 GNR 的性能，在薄膜沉积过程中实现高均匀性和高水平的棒对准非常重要。然而，迄今为止，实现这两个标准仍然是一项艰巨的挑战。
为了解决这个问题，联合研究小组利用了纤维素纳米晶体(CNC)，这是一种可以轻松从自然界中提取的下一代功能纳米材料。通过在CNC象限模板上共组装GNR，团队可以均匀干燥薄膜，并成功获得环形均匀排列的GNR薄膜。与现有的咖啡环薄膜相比，本研究开发的高度均匀且排列整齐的GNR薄膜表现出增强的等离激元光热性能，研究小组表明，只需照射可见波长的光即可实现防冰和除冰功能范围。
Hyoungsoo Kim 教授说：“这项技术可以应用于塑料以及柔性表面。通过在外部材料和薄膜上使用它，它可以产生自己的热能，这将通过在各种应用中自愿收集热能来大大节省能源，包括汽车、飞机以及住宅或商业空间的窗户，在这些应用中，结霜成为一个严重的问题。冬天。” Dong Ki Yoon 教授补充道：“这项研究意义重大，因为我们现在可以在大面积上自由地对 CNC-GNR 复合材料进行图案化，而这在以前很难制作成薄膜。我们可以利用它作为防冰材料，如果我们要利用金的等离子体特性，我们还可以像彩色玻璃一样使用它来装饰玻璃表面。”
这项研究是由博士进行的。机械工程系候选人Jeongsu Pyeon及其共同第一作者Soon Mo Park博士(韩国科学技术院毕业生，现为康奈尔大学博士后)，于12月8日被推送到Nature Communications网络版，2023 年，标题为“具有用于光热防冰的对齐金纳米棒象限的纤维素纳米晶体基质的等离子超表面”。该研究因其成就得到认可，还被《材料科学与化学》、《无机与物理化学》杂志选为编辑亮点。
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