Американские специалисты применили новую технологию создания композитных материалов, которые значительно повышают электрическую емкость медного провода. Метод можно масштабировать для использования в производстве сверхэффективных электромоторов и силовой электроники.
Для производства более легкого проводящего материала с улучшенной производительностью исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж нанесли углеродные нанотрубки на плоскую медную подложку. Таким методом пользовались и прежде, поскольку углеродные нанотрубки чрезвычайно легкие и прочные и отлично проводят ток. Однако прошлые попытки создания композитов позволяли получить материал всего несколько микрометров или миллиметров длиной.
Команда из Ок-Ридж решила поэкспериментировать с нанесением нанотрубок методом электроспиннинга, при котором волокна создаются в процессе движения струй жидкости через электрическое поле. Эта техника обеспечивает контроль над структурой и ориентацией материала.
Затем ученые применили магнетронное распыление для нанесения тонкой пленки меди поверх покрытых нанотрубками медных лент. После образцы были обожжены в вакуумной печи для того, чтобы медный слой проник в матрицу нанотрубок.
В итоге получился композитный материал размером 10 см в длину и 4 см в ширину с выдающимися параметрами. Его электрическая емкость оказалась на 14% выше, а механические свойства на 20% улучшились по сравнению с чистой медью.
Цель исследования ученых — снижение себестоимости электромобиля, в частности — повышения производительности и срока службы таких компонентов, как электромоторы и силовая электроника. Новый материл может быть использован для производства любого компонента, в котором есть медь: в токопроводящих шинах, тяговых инверторах, а также в беспроводных и проводных системах зарядки.
