Un equipo de investigación de KAIST ha desarrollado una tecnología de recubrimiento de película anticongelante y descongelante que puede aplicar el efecto fototérmico de nanopartículas de oro a sitios industriales sin la necesidad de calentar cables, rociar periódicamente o recubrir con aceite sustancias anticongelantes ni diseñar sustratos. modificaciones.
El grupo dirigido por el profesor Hyoungsoo Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica (Laboratorio de Fluidos e Interfaz) y el Profesor Dong Ki Yoon del Departamento de Química (Grupo de Ensamblaje de Material Blando) reveló que han desarrollado una técnica original que puede modelar uniformemente nanobarras de oro ( GNR) partículas en cuadrantes mediante simple evaporación y lo hemos utilizado para desarrollar una superficie antihielo y deshielo.
El estudio se titula "Metasuperficies plasmónicas de matrices de nanocristales de celulosa con cuadrantes de nanobarras de oro alineadas para antihielo fototérmico" y se publica en la revista Nature Communications. .
En los últimos años, muchos científicos han intentado controlar las superficies de los sustratos mediante diversas técnicas de recubrimiento, y las que implican el modelado de nanomateriales funcionales han recibido especial atención. En particular, GNR se considera un nanomaterial candidato prometedor por su biocompatibilidad, estabilidad química, síntesis relativamente simple y su propiedad estable y única de resonancia de plasmón superficial.
Para maximizar el rendimiento de GNR, es importante lograr una alta uniformidad durante la deposición de la película y un alto nivel de alineación de las varillas. Sin embargo, alcanzar ambos criterios hasta ahora ha sido un desafío difícil.
Para resolver esto, el equipo de investigación conjunto utilizó nanocristales de celulosa (CNC), un nanomaterial funcional de próxima generación que se puede extraer fácilmente de la naturaleza. Al ensamblar GNR en plantillas de cuadrante CNC, el equipo pudo secar uniformemente la película y obtener con éxito una película GNR con una alineación uniforme en forma de anillo.
En comparación con las películas de anillos de café existentes, la película GNR altamente uniforme y alineada desarrollada a través de esta investigación mostró propiedades fototérmicas plasmónicas mejoradas, y el equipo demostró que podía llevar a cabo funciones antihielo y deshielo simplemente irradiando luz en la longitud de onda visible. rango.
El profesor Kim dijo:"Esta técnica se puede aplicar al plástico, así como a superficies flexibles. Al usarla en materiales y películas exteriores, puede generar su propia energía térmica, lo que ahorraría enormemente energía mediante la recolección voluntaria de energía térmica en diversas aplicaciones, incluidas automóviles, aviones y ventanas en espacios residenciales o comerciales, donde las heladas se convierten en un problema grave en el invierno."
El profesor Yoon añadió:"Esta investigación es importante porque ahora podemos modelar libremente el compuesto CNC-GNR, que antes era difícil de crear en películas, en un área grande. Podemos utilizarlo como material anticongelante, y si Si aprovecháramos las propiedades plasmónicas del oro, también podemos usarlo como vidriera para decorar superficies de vidrio."
Más información: Jeongsu Pyeon et al, Metasuperficies plasmónicas de matrices de nanocristales de celulosa con cuadrantes de nanobarras de oro alineadas para anticongelante fototérmico, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43511-9
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
