Испанские ученые разработали волокна из углеродных нанотрубок с проводимостью почти вдвое ниже медной, но при этом в шесть раз легче. Такая электропроводка открывает путь к более легким самолетам, беспилотникам и электромобилям, снижая энергопотребление и увеличивая дальность полета или пробега.
Учеными разработан масштабируемый метод производства волокон из углеродных нанотрубок с электропроводностью, сопоставимой с проводимостью меди и алюминия. Углеродные нанотрубки давно рассматриваются как перспективная основа для электрических проводников благодаря их низкой плотности и высоким электрическим, тепловым и механическим характеристикам, однако до сих пор их проводимость не достигала уровня, необходимого для замены традиционных материалов в промышленных масштабах.
Ученым удалось получить газофазные интеркалированные волокна с проводимостью при комнатной температуре до 24,5 мегасименс на метр — это почти вдвое ниже, чем у меди, но при этом волокна в шесть раз легче. Главным элементом работы стало введение тетрахлоралюмината (AlCl₄⁻) в структуру волокон без ее нарушения, что позволило более чем в 17 раз повысить исходную электропроводность. В результате средняя удельная проводимость превысила проводимость меди, а максимальные измеренные значения оказались выше алюминиевых.
По словам ученых, такие волокна будут в пять раз прочнее обычных воздушных кабелей и вдвое легче, что открывает перспективы для применения в электромобилях, дронах, авиации и воздушных линиях электропередачи, где вес проводников является критическим ограничением. Авторы работы подчеркивают, что газофазная интеркаляция позволяет значительно повысить проводимость коммерческих волокон из углеродных нанотрубок и открывает возможность для ее дальнейшего увеличения.
Читайте также: «Новая система решит проблему растущей уязвимости спутниковых сетей».