Ny undersøgelse afslører carbon nanorør måling mulig for første gang

Swansea University forskere har rapporteret en ny tilgang til måling af ledningsevnen mellem identiske carbon nanorør, som kunne bruges til at forbedre effektiviteten af ​​elektriske strømkabler i fremtiden.

Den nye forskning er offentliggjort i American Chemical Society journal Nano bogstaver . Papiret beskriver, hvordan Swansea Universitys forskerhold, baseret på Energy Safety Research Institute (ESRI), der arbejder med forskere fra Rice University, foretaget reelle fysiske målinger af carbon nanorør ledningsevne.

Carbon nanorør er små molekyler med utrolige fysiske egenskaber. Disse cylindriske molekyler er fyldt med sekskantede carbonatomer, der ligner lidt kyllingetråd pakket ind i et grafenrør og bruges til at producere letvægts wire. Disse kan gøres til stærkt effektivt elektrisk strømkabel, der har potentiale til at erstatte eksisterende metalkabler, som ofte overophedes og mislykkes - og kan miste omkring 8% af elektriciteten i transmission og distribution globalt.

Den nye undersøgelse er et vigtigt skridt fremad, da tidligere undersøgelser af konduktivitetsniveauer kun kunne bruge teoretiske beregninger i deres målinger. En anden begrænsning var, at teoretiske undersøgelser så på nanorør, der var ens i diameter - men i virkeligheden varierer diametrene på nanorør, og det er denne variation, der gør teoretiske modeller umulige at bevise og fører til reelle praktiske spørgsmål, når måling af konduktivitet i kulstofnanorør.

ESRI -direktør, Professor Andrew Barron, som også er professor ved Rice University, og hans forskerhold bemærkede, at hvis to carbon -nanorør med forskellig diameter blev lagt på tværs af hinanden, var modstanden ved kontaktpunktet højere, end hvis de havde en lignende diameter. Holdet passerede en stor spænding gennem et af de krydsede carbon -nanorør, som brød det, og de to halvdele blev svejset til proberne.

De to halvdele af det originale carbon nanorør kunne derefter håndteres på en sådan måde, at enhver måling garanterede, at diameteren og typen var den samme - da de to carbon nanorør faktisk var fra det samme carbon nanorør. Da dette blev opdaget, teamet gik i gang med eksperimentelt at gengive målinger, der tidligere kun var teoretiske.

Teamet fandt også ud af, at de gennem deres praktiske eksperimenter var i stand til at bevise nogle centrale teorier:

• Varierende overlapningsvinklen mellem de to halvdele af det originale carbon nanorør viser en variation i elektrisk ledningsevne.
• Måling af ledningsevne mellem to parallelle halvdele af et afskåret carbon -nanorør fører til resultater, der er i overensstemmelse med det teoretiske koncept for atomskala -register.

Professor Barron sagde; "Det er første gang, det har været muligt at foretage eksperimentelle målinger for at bekræfte teoretiske modeller. Selvom det er rart at bekræfte teori med et rigtigt eksperiment, vores metode åbner nu op for et utal af muligheder for målinger, der ikke tidligere var mulige. Vi ser frem til at udvide den grundlæggende viden om carbon nanorør, der vil hjælpe os med fremstilling af effektive elektriske kabler og et utal af andre teknologier i fremtiden. "