近日，校区材料科学与工程学院在翼型除冰领域，研发了一种基于碳纳米管的柔性电热薄膜。该薄膜非常轻薄、仅有头发丝的厚度，可与玻纤、碳纤等复合材料兼容，可作为加热元件置于风电叶片、飞机机翼、飞机头部等部件表层，起到除冰、防冰的作用，有效地消除安全隐患。该材料具有可弯曲/拉伸发热、发热均匀、发热迅速、发热面积大的特点，与传统方式相比，可靠性更高、能源利用效率更高、除冰更迅速。相关成果发表在复合材料期刊Composites Part A上 (Flexible nanocomposite electrothermal films based on carbon nanotubes and waterborne polyurethane with high reliability, stretchability and low-temperature performance for wind turbine blade deicing，中科院一区期刊，IF9.463)，材料学院20级研究生郑伯君同学为该论文的第一作者，王华涛老师、董玉珍老师为通讯作者。

空气中运动的风电叶片以及飞机机翼，在低温、高湿的条件下，非常容易结冰。冰层会造成翼型件升力减小、阻力变大、气动特性恶化，严重时可导致飞机坠毁、风机倒塌，因此研制新型高效除防冰材料是保障风电叶片安全运行、飞机安全飞行的重要课题。

项目组攻克了碳纳米管分散的难题，采用卷对卷涂布工艺批量制备出了轻柔的碳纳米管复合薄膜，并采用热压工艺，实现了高可靠性的薄膜封装，制备的电热薄膜具有防水和抗弯折的特性。电热膜的厚度在0.2-0.3mm，平均密度仅约1.7 g/cm3，加热速率可达60 °C/min，经过100 000次弯折和2 %的应变，电热性能基本没有损失，电极间距可达5 m。电热薄膜可超低温启动（-40℃），适用于玻纤/碳纤复合材料，实验表明：此种材料可快速、有效地去除翼型结构的表面冰层。碳纳米管柔性薄膜将为各种严苛条件下的翼型界面除冰（风电叶片、飞机机翼、机头等），提供新型的原位电热模块。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X22001683

碳纳米管柔性薄膜、发热片、除冰风电叶片、除冰过程照片