破解除冰难题：科学家研发可广泛应用的自供热防冰材料

在纳米技术领域，对基材表面的精确控制一直是研究的热点。随着功能纳米材料的发展，特别是金纳米棒GNR的引入，这一领域取得了突破性的进展。金纳米棒因其独特的物理化学性质，被认为是极具潜力的纳米材料。然而，在实现其性能最大化方面，在薄膜沉积过程中高均匀性和高水平的棒对准成为关键挑战。针对这一挑战，科学家团队展开了一系列创新性研究，并取得了显著成果。

KAIST研究团队开发了一种创新的防冰和除冰薄膜涂层技术，利用金纳米颗粒的光热效应。这项技术不需要加热丝、定期喷洒或涂抹防冻物质，也不需要改变基材设计。研究成果发表在自然通讯上。

该研究团队由韩国科学技术院 (KAIST)机械工程系的金亨秀教授和化学系的尹东基教授领导，成功开发了一种通过蒸发将金纳米棒（GNR）颗粒在四个象限中均匀排列的技术。这种技术可以制造出一种防冰和除冰表面。

为了实现高性能，研究团队利用了纤维素纳米晶体（CNC），这是一种可以轻松从自然界中提取的下一代功能性纳米材料。通过在CNC象限模板上共组装GNR，团队能够均匀干燥薄膜，并获得具有环形均匀排列的GNR薄膜。与现有的咖啡环薄膜相比，这种高度均匀和排列一致的GNR薄膜表现出增强的等离激元光热性能，通过在可见光波长范围内照射光线，可以有效地进行防冰和除冰。

这项技术的重要性在于其广泛的适用性。它可以应用于塑料和柔性表面，通过在外部材料和薄膜上使用它，通过产生自身的热能，这项技术可以在各种应用中大大节省能源，包括汽车、飞机和住宅或商业空间的窗户等冬季结霜严重的场合。

这项研究意义重大，我们现在可以在大面积自由地对 CNC-GNR 复合材料进行图案化，而这在以前很难制作成薄膜。这开辟了其作为防冰材料的可能性。此外，金的等离子性能可以用于装饰玻璃表面，类似于彩色玻璃。