Репортаж от Wedoany，Испанская исследовательская группа разработала волокна из углеродных нанотрубок, электропроводность которых превышает проводимость меди, а прочность — стали, что открывает новые возможности для замены традиционных проводниковых материалов.
С быстрым развитием электроники, возобновляемой энергетики и электромобильной промышленности спрос на электроэнергию продолжает расти, а традиционные проводниковые материалы, такие как медь и алюминий, приближаются к пределам своих характеристик. Углеродные нанотрубки благодаря низкой плотности и превосходным электрическим, тепловым и механическим свойствам долгое время считались идеальным материалом для создания проводников. Однако до сих пор углеродные нанотрубки не достигали уровня проводимости, необходимого для замены традиционных материалов в промышленных масштабах.
По словам Хавьера Льорки, исследователя кафедры материаловедения Мадридского политехнического университета (Universidad Politécnica de Madrid, UPM) и научного директора Imdea Materiales, работа, выполненная совместно исследователями из Мадридского политехнического университета, Imdea и Института нанонауки и материаловедения Арагона (Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, INM), впервые позволила создать углеродные нанотрубки, преодолевшие указанные ограничения. Проводимость этих углеродных нанотрубок превышает проводимость меди, а прочность — стали. Результаты опубликованы в международном журнале Science.
Льорка отметил, что эти ограничения были преодолены с помощью масштабируемого производственного процесса, который позволяет легировать волокна из углеродных нанотрубок тетрахлоралюминатом (AlCl₄). Эти молекулы внедряются между нанотрубками, образующими волокно, не изменяя его механических свойств. Перенос заряда от атомов углерода к ионам хлора повышает электропроводность до 24,5 МСм/м (мегасименс на метр), что почти вдвое меньше проводимости меди, но при плотности, составляющей лишь одну шестую от плотности меди.
Исследователи отмечают, что полученные характеристики углеродных нанотрубок особенно актуальны для электрификации транспорта, включая электромобили, дроны и самолеты, поскольку в этих областях требуются проводники с максимально низкой плотностью. Данное достижение также обладает огромным потенциалом в сфере воздушных линий электропередачи, характеристики которых часто ограничены собственным весом. В исследовании приняли участие Мадридский политехнический университет, Imdea Materiales и Институт нанонауки и материаловедения Арагона, который является совместным центром Высшего совета по научным исследованиям Испании (CSIC) и Университета Сарагосы.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
