碳纳米管+石墨烯=透明柔性加热膜
因为对在严峻环境中车辆快速除霜和电子屏幕快速响应的需要，透明且柔性的薄膜加热器吸引了许多研究人员的兴趣。ITO薄膜以其透射率高和电阻而被广泛用作加热元件。然而ITO薄膜加热器具有制备工艺复杂价格昂贵、受稀有金属资源的制约、不能用于柔性器件等缺点。因此，研发人员不断尝试了许多其他柔性导电材料希望能够替代ITO作为加热元件，其中代表性的材料是金属纳米线，碳纳米管（CNT）和石墨烯，但是这些材料也有一定的局限性，比如纳米金属线的氧化问题，CNT管-管接头处的接触电阻过高的问题，石墨烯目前的质量问题等。
近日，韩国釜山国立大学Lee, Hyung Woo 等人开发了一种基于干纺碳纳米管（CNT）混合物的高性能柔性透明加热器，其直接从超垂直排列的CNT森林中拉出，并和石墨烯进行组装。该混合结构薄膜加热器具有更高的加热温度、较好的透光率，且具有柔性。
研究了两种不同类型的组装方式（石墨烯在CNT薄膜上方或下方）的电学，光学和机电特性，其中的CNT为一层或两层CNT。结果表明，混合结构薄膜加热器优于简单的CNT薄膜加热器。简单的单层CNT薄膜和双层CNT薄膜加热器能够达到的最高温度分别为48和64摄氏度，波长为550纳米时透光率分别为73％和64％，而单层CNT薄片/石墨烯/ PET和石墨烯/单层CNT薄片/ PET混合加热器能够达到的最高温度分别为81和85摄氏度，透射率分别为68％和71％。10000次弯曲循环测试表明石墨烯/单层CNT板/ PET加热器具有良好的机械和热稳定性。此外，使用9 V电池的便携式加热和除霜测试，证明了使用该混合加热器进行车辆除霜，便携式加热和可穿戴设备的可能性。相关研究结果以“Transparent, Flexible Heater Based on Hybrid 2D Platform of Graphene and Dry-Spun Carbon Nanotubes”为题，发表在《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》上。
DOI: 10.1021/acsami.9b02225