Hiilinanoputkikuidut haastavat kupari- ja alumiinikaapelit29.04.2026
CNT:itä on pitkään pidetty ihanteellisina perustana sähköjohtimille niiden ainutlaatuisen alhaisen tiheyden sekä sähköisten, lämpö- ja mekaanisten ominaisuuksien yhdistelmän ansiosta. Tähän mennessä ne eivät kuitenkaan ole tarjonneet sellaista sähkönjohtavuutta, jota vaadittaisiin realistisen vaihtoehdon tarjoamiseksi teollisessa mittakaavassa perinteisille materiaaleille, erityisesti kuparille. ”Tämä on ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat tuottaneet tuloksia CNT-kuiduilla, jotka osoittavat riittävää suorituskykyä tässä suhteessa tarjotakseen realistisen teollisen vaihtoehdon perinteisille johtaville materiaaleille”, sanoo IMDEA:n materiaalitutkimuksen päätutkija, tohtori Juan José Vilatela. Tutkijat pystyivät tuottamaan kaasufaasissa interkaloituja CNT-kuituja, joiden johtavuus huoneenlämmössä oli jopa 24,5 MS/m (MegaSiemens metriä kohden), mikä on lähes puolet kuparin johtavuudesta, mutta on kuusi kertaa kevyempi. Tämän huomattavan painoedun vuoksi nämä tulokset osoittavat sähköjohtimia, jotka yhdistävät paitsi merkittävästi parantuneen paino-suorituskykysuhteen, myös absoluuttiset johtavuustasot, jotka täyttävät teollisuuden vaatimukset. Teknisesti tutkijat osoittivat, että seostamalla erittäin suuntautuneita CNT-kuituja AlCl4:lla he pystyivät saavuttamaan yli 17-kertaisen kasvun massakuitujen sähkönjohtavuudessa. Tämä johti keskimääräiseen ominaisjohtavuuteen, joka oli suurempi kuin kuparilla, ja korkein mitattu arvo oli suurempi kuin alumiinilla. ”Tämä on erityisen merkittävää liikenteen sähköistämisen kannalta, olipa kyseessä sitten sähköautot, droonit tai lentokoneet, jotka vaativat suuren määrän johtimia mahdollisimman kevyellä painolla”, sanoi tohtori Vilatela. ”Sillä on myös potentiaalia ilmajohtojen käyttöön, joita usein rajoittaa niiden oma paino.” Tutkimuksen tekijöiden mukaan seostetut CNT-kuidut olisivat viisi kertaa vahvempia ja puolet kevyempiä kuin perinteiset ilmajohdot. ”Olemme osoittaneet, että kaasufaasin interkalaatio voi lisätä kaupallisten CNT-kuitujen johtavuutta huomattavasti aiemman enimmäisarvon yläpuolelle, tarjoten sekä ennätyksellisen korkean sähkönjohtavuuden että mahdollisuuden lisäkasvuun”, totesi de Isidro Gómez. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Espanjalaiset tutkijat ovat osoittaneet skaalautuvan valmistusprosessin hiilinanoputkikuiduille (CNT), joiden sähkönjohtavuus on verrattavissa kuparin ja alumiinin sähkönjohtavuuteen.