De coating onder de elektronenmicroscoop.

Met een nanodunne coating van reepjes grafeen kun je je ruiten ijsvrij houden zonder WiFi-signalen buiten te sluiten. Ideaal voor wolkenkrabbers en radarinstallaties, claimen James Tour en collega’s van Rice University in Texas.

Het idee is dat die grafeenreepjes elektrisch geleidend zijn. Zet een potentiaalverschil over de uiteinden van de ruit, en er gaat een stroom lopen. Als het grafeen net niet helemaal zuiver is en de reepjes niet helemaal netjes op elkaar aansluiten, is de elektrische weerstand groot genoeg om de coating warm te laten worden en de ijslaag er bovenop te laten smelten.

Die reepjes kun je maken door meerwandige koolstofnanobuisjes open te knippen, die heel gemakkelijk zijn te produceren. Het eveneens simpele knipproces bedacht Tours vakgroep vijf jaar geleden al.

In eerste instantie wilde men er militaire radarkoepels (‘radomes’) mee coaten. Die beschermen de eigenlijke radarantennes tegen ijsvorming, maar zijn zelf constructietechnisch ook niet bestand tegen een al te dikke ijslaag. Er bestaan keramische aluminiumoxidecoatings voor die je eveneens elektrisch kunt verwarmen, maar die zijn zelf ook zwaar en vragen een metalen draagconstructie die de neiging heeft om het radarsignaal te storen. Bovendien is onaangenaam veel energie nodig om zo’n dikke laag warm te stoken.

Eind vorig jaar publiceerde Tour, in samenwerking met vliegtuigbouwer Lockheed Martin, een eerste versie van zijn grafeencoating in het tijdschrift Applied Materials and Interfaces. Hij mengde de reepjes simpelweg door een autoreparatielak op polyurethaanbasis, die hij bij een plaatselijke winkel had gekocht.

Het werkte verrassend goed. Maar het lukte onvoldoende om de laagdikte te beheersen. De coating liet radiosignalen vrijwel ongehinderd door, maar warmde er wel een beetje door op. Bij de dikste stukken soms zo erg dat het polyurethaan verbrandde.

Bij de versie 2.0, die zojuist in hetzelfde tijdschrift verscheen, wordt het grafeen daarom rechtstreeks op de ondergrond gespoten. Mengen met polyurethaanverf blijkt achteraf niet nodig, al gaat er nog wel een laagje overheen ter bescherming. Alles bij elkaar is de coating slechts 50 tot 200 nm dik, en vrijwel transp[arant zodat je hem ook voor ruiten kunt gebruiken.

En radiosignalen worden er nog steeds niet door tegengehouden, zodat je achter een gecoate ruit nog steeds bereik hebt.

bron: Rice University