Nano-coating gør koaksialkabler lettere

Almindelige koaksialkabler kunne gøres 50 procent lettere med en ny nanorør-baseret ydre leder udviklet af Rice University-forskere.

Professor Matteo Pasqualis rislaboratorium har udviklet en belægning, der kan erstatte den tinbelagte kobberfletning, der transmitterer signalet og skærmer kablet mod elektromagnetisk interferens. Metalfletningen er den tungeste komponent i moderne koaksiale datakabler.

Forskningen vises i denne måned i tidsskriftet American Chemical Society ACS anvendte materialer og grænseflader .

Udskiftning af den ydre leder med Rice's fleksible, højtydende belægning ville gavne fly og rumfartøjer, hvor vægten og styrken af ​​databærende kabler er væsentlige faktorer for ydeevnen.

Risforsker Francesca Mirri, hovedforfatter af papiret, lavede tre versioner af det nye kabel ved at variere belægningens kulstof-nanorørtykkelse. Hun fandt ud af, at den tykkeste, omkring 90 mikron - omtrent bredden af ​​det gennemsnitlige menneskehår - opfyldte militære standarder for afskærmning og var også den mest robuste; den klarede 10, 000 bøjningscyklusser uden nogen skadelig indvirkning på kabelydelsen.

"Nuværende koaksialkabler skal bruge en tyk metalfletning for at opfylde de mekaniske krav og passende ledningsevne, "Mirri sagde." Vores kabel opfylder militære standarder, men vi er i stand til at levere styrken og fleksibiliteten uden bulk."

Koaksialkabler består af fire elementer:en ledende kobberkerne, en elektrisk isolerende polymerkappe, en ydre leder og en polymerkappe. Rislaboratoriet erstattede kun den ydre leder ved at belægge beklædte kerner med en opløsning af kulstofnanorør i chlorsulfonsyre.

Sammenlignet med tidligere forsøg på at bruge kulstof nanorør i kabler, denne metode giver en mere ensartet leder og har højere gennemløb, sagde Pasquali. "Dette er et af de få tilfælde, hvor du kan få din kage og spise den, også, " sagde han. "Vi opnåede bedre behandling og forbedret ydeevne."

Udskiftning af den flettede metalleder med nanorørbelægningen eliminerede 97 procent af komponentens masse, sagde Mirri.

Hun sagde, at laboratoriet arbejder på en metode til at opskalere produktionen. Laboratoriet trækker på sin erfaring med at producere højtydende nanorør-baserede fibre.

"Det er en meget lignende proces, " sagde Mirri. "Vi skal bare erstatte udgangen af ​​fiberekstruderingsopsætningen med en trådbelægningsmatrice. Disse er processer med høj kapacitet, der i øjeblikket bruges i polymerindustrien til at fremstille en masse kommercielle produkter. Luftvåbnet virker meget interesseret i denne teknologi, og vi arbejder i øjeblikket på et små virksomheders innovationsforskningsprojekt med Air Force Research Laboratory for at se, hvor langt vi kan tage det."