Compostos de grafeno impressos em 3D de alto desempenho desenvolvidos para controle eficiente de gelo

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Wang Zhenyang no Hefei Institutes of Bodily Science of the Chinese language Academy of Sciences desenvolveu um novo composto de grafeno/polímero impressa em 3D com alta condutividade térmica anisotrópica.

O avanço oferece desempenho fototérmico e eletrotérmico aprimorado para aplicações avançadas de controle de gelo. A pesquisa foi publicada em Carbono e o Jornal de Engenharia Química.

Grafeno é conhecido por sua excelente térmica e condutividade elétricaparticularmente sua forte anisotropia-alta condutividade no plano e condutividade muito menor no plano.

Para capitalizar essa propriedade, os pesquisadores empregaram a impressão 3D de deposição fusada de duplos-cabeça (FDM) para alinhar direcionalmente grafeno dentro de uma matriz de poliuretano termoplástico (TPU). O composto de duas camadas duplas resultantes, consistindo em TPU com grafeno (G-TPU) e TPU puro (N-TPU), alcançou uma condutividade térmica no plano de 4,54 W/(M · K), com uma razão anisotrópica de cerca de 8.

O aumento adicional do desempenho foi alcançado através da engenharia de superfície induzida por laser. O tratamento a laser O alinhamento de grafeno preservado, exposto a rede condutora e criou uma camada de TPU carbonizada, melhorando a anisotropia térmica e elétrica.

O anisotrópico condutividade térmica A razão aumentou para 9,1 e a razão de resistência elétrica anisotrópica melhorou em mais de uma ordem de magnitude. Além disso, a superfície tratada a laser exibiu aprimorada hidrofobicidade e absorção de luz, aumentando a eficiência da conversão fototérmica.

Este trabalho fornece uma estratégia escalável para fabricar Materiais de alto desempenho para sistemas anti-/de degelo, de acordo com a equipe.