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成果簡介

基于柔性薄膜的焦耳加熱器在學術界和工業界都引起了極大的關注。然而，制備這樣的加熱器具有很大的挑戰性。本文，廣東工業大學陳新教授團隊在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發表名為“One-Step Ultraviolet Laser-Induced Fluorine-Doped Graphene Achieving Superhydrophobic Properties and Its Application in Deicing”的論文，研究提出一種一步法激光誘導法，通過在氟化乙丙（FEP）薄膜和聚酰亞胺（PI）薄膜之間的界面限制355nm紫外激光制備摻氟石墨烯(F-LIG) ，具有穩定和超疏水的特性。

F-LIG復合薄膜的超疏水性能可歸因于氟元素的摻雜和激光加工的微結構，這些微結構可以通過激光加工參數進行調整。基于加工后的 F-LIG 薄膜，開發了焦耳除冰加熱器，其除冰效率是未摻雜LIG基除冰加熱器的7倍。該方法將為開發基于LIG的柔性器件提供新的手段和思路。

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圖文導讀

圖1. (a) F-LIG的制備工藝示意圖。(b) PI薄膜和FEP薄膜在不同波長下的吸光度和透射率。(c) DI 水在 PI、FEP、LIG 和 F-LIG 薄膜上的接觸角比較。

圖2. (a) LIG 的動態接觸角。正向接觸角為 160.2°，反向接觸角為 155.7°。(b) F-LIG、(c) LIG、(d) F-LIG在壓制后和(e) F-LIG在N2閃蒸后的不同加工薄膜上接觸的水流比較。

圖3. 不同功率的 F-LIG表面的SEM分析。

圖4. F-LIG 表面的高分辨率XPS分析光譜

圖5. 激光加工參數、(a) 激光功率、(b) 掃描速度、(c) 掃描間隔和 (d) 散焦距離對薄膜的薄層電阻和接觸角的影響。

圖6. (a) F-LIG 的加熱器彎曲實驗裝置示意圖。(b) 彎曲試驗期間F-LIG薄層電阻和接觸角的變化。 (c/d)通過 F-LIG和基于LIG的焦耳加熱器除冰，電壓為10V。

文獻：

https://doi.org/10.1021/acsami.1c18559