Les scientifiques de l'Université Rice qui ont créé un film de dégivrage pour les dômes radar ont maintenant affiné la technologie pour qu'elle fonctionne comme un revêtement transparent pour le verre.

Le nouveau travail du chimiste Rice James Tour et de ses collègues pourrait garder les surfaces vitrées des pare-brise aux gratte-ciel exemptes de glace et de brouillard tout en conservant leur transparence aux fréquences radio (RF).

La technologie a été présentée ce mois-ci dans la revue American Chemical Society Matériaux appliqués et interfaces .

Le matériau est composé de nanorubans de graphène, des bandes de carbone d'épaisseur atomique créées en séparant des nanotubes, un procédé également inventé par le laboratoire du Tour. Qu'il soit pulvérisé, peint ou laqué, les rubans sont transparents et conduisent à la fois la chaleur et l'électricité.

L'année dernière, le groupe Rice a créé des films de nanorubans superposés et de peinture polyuréthane pour faire fondre la glace sur les dômes radar militaires sensibles, qui doivent être maintenus à l'écart de la glace pour les maintenir à des performances optimales. Le matériau remplacerait une charpente en oxyde métallique volumineuse et énergivore.

La peinture infusée au graphène a bien fonctionné, Tour a dit, mais là où c'était le plus épais, il tomberait en panne lorsqu'il était exposé à des signaux radio de haute puissance. « À des fréquences radio extrêmement élevées, les portions les plus épaisses absorbaient le signal, " a-t-il dit. " Cela a causé la dégradation du film. Ces taches sont devenues si chaudes qu'elles ont brûlé."

La réponse était de rendre les films plus cohérents. Les nouveaux films ont une épaisseur comprise entre 50 et 200 nanomètres – un cheveu humain en fait environ 50, 000 nanomètres d'épaisseur - et conservent leur capacité à chauffer lorsqu'une tension est appliquée. Les chercheurs ont également pu préserver leur transparence. Les films sont toujours utiles pour les applications de dégivrage, mais peuvent être utilisés pour revêtir du verre et du plastique ainsi que des dômes et des antennes radar.

Dans le processus précédent, les nanorubans ont été mélangés avec du polyuréthane, mais les tests ont montré que les nanorubans de graphène eux-mêmes formaient un réseau actif lorsqu'ils étaient appliqués directement sur une surface. Ils ont ensuite été recouverts d'une fine couche de polyuréthane pour la protection. Les échantillons ont été étalés sur des lames de verre qui ont ensuite été glacées. Lorsque la tension a été appliquée de chaque côté de la glissière, la glace a fondu en quelques minutes même lorsqu'elle est conservée dans un environnement à moins 20 degrés Celsius, les chercheurs ont rapporté.

« On peut désormais penser à utiliser ces films en verre automobile comme dégivreur invisible, et même dans les gratte-ciel, " Tour a déclaré. " Les gratte-ciel de verre pourraient être maintenus à l'abri du brouillard et de la glace, mais aussi être transparent aux fréquences radio. C'est vraiment frustrant de nos jours de se retrouver dans un immeuble où votre téléphone portable ne fonctionne pas. Cela pourrait aider à atténuer ce problème. »

Tour a noté que les futures générations de Wi-Fi longue portée pourraient également en bénéficier. "Ça va être important, à mesure que le Wi-Fi devient de plus en plus omniprésent, surtout dans les villes. Les signaux ne peuvent pas traverser tout ce qui est de nature métallique, mais ces couches sont si fines qu'elles n'auront aucun mal à pénétrer."

Il a déclaré que les films de nanoruban ouvrent également la voie à l'intégration de circuits électroniques dans du verre qui sont à la fois optiquement et RF transparents.