به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، دانشمندان "آزمایشگاه ملی اوک ریج"(ORNL)، با استفاده از روش‌های جدید توانسته‌اند یک ماده ترکیبی ابداع کنند که ظرفیت جریان الکتریکی را در سیم‌های مسی افزایش می‌دهد و می‌توان آن را در موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی به کار برد.

هدف از این پژوهش، کاهش موانعی است که بر سر راه استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی قرار دارند. این پژوهش می‌تواند هزینه مالک خودرو را کاهش دهد و عملکرد تجهیزات خودرو را بهبود ببخشد. این ماده را می‌توان در هر مولفه‌ای که در آن مس به کار رفته است، مورد استفاده قرار داد.

پژوهشگران برای ساخت یک ماده رسانای سبک‌تر با عملکرد بهتر، نانولوله‌های کربنی را روی لایه‌های مسی قرار دادند و یک ماده ترکیبی با ماتریس فلزی ابداع کردند که نسبت به مس، ظرفیت بهتری برای جریان الکتریسیته و ویژگی‌های مکانیکی دارد.

ادغام نانولوله‌های کربنی در ماتریس مسی برای بهبود رسانایی و عملکرد مکانیکی، ایده جدیدی نیست. نانولوله‌های کربنی به خاطر سبک بودن، قدرت فوق‌العاده و رسانایی، انتخابی عالی هستند اما تلاش‌های پژوهشگران دیگر، به ابداع موادی منجر شد که طول آنها کم است و تنها به چند میکرومتر یا میلی‌متر می‌رسد؛ در نتیجه امکان مقیاس‌بندی محدودی دارند و عملکرد آنها نیز ضعیف است.

پژوهشگران تصمیم گرفتند تا آزمایش خود را با به کار بردن فرآیند "الکتروریسی"(Electrospinning) روی نانولوله‌های کربنی انجام دهند. این فرآیند، امکان کنترل ساختار و جهت مواد رسوب کرده را فراهم می‌کند و به دانشمندان امکان می‌دهد تا یک جهت را با موفقیت مشخص کنند و جریان الکتریسیته را ارتقا دهند.

دانشمندان با استفاده از این روش، یک ترکیب متشکل از مس و نانولوله کربنی ابداع کنند که طول آن ۱۰ سانتی‌متر و پهنای آن چهار سانتی‌متر است و ویژگی‌های مطلوب را دارد. این گروه پژوهشی، ویژگی‌های ریزساختاری ماده جدید خود را با استفاده از تجهیزات آزمایشگاه ملی اوک ریج بررسی کردند و دریافتند که ظرفیت جریان الکتریسیته در این ماده ترکیبی، ۱۴ درصد و ویژگی‌های مکانیکی آن ۲۰ درصد بیشتر از مس خالص است.

"تولگا آیتوگ"(Tolga Aytug)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: هدف ما این است که با ادغام ویژگی‌های نانولوله‌های کربنی و ماتریس مسی، ماده‌ای با قدرت مکانیکی، وزن کمتر و ظرفیت الکتریکی بالاتر ارائه دهیم. بدین ترتیب، یک ماده رسانا خواهیم داشت که نیروی کمتری را از دست می‌دهد و به افزایش کارآیی و عملکرد وسیله نقلیه کمک می‌کند.

این پژوهش، در مجله "ACS Applied Nano Materials" به چاپ رسید.

انتهای پیام