پژوهشگران روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان سیم مسی حاوی نانولوله‌های کربنی تولید کرد که هم ظرفیت جریان بالاتری داشته و هم از خواص مکانیکی بهتری برخوردار است.
تولید سیم مسی حاوی نانولوله‌کربنی با خواص رسانایی و مکانیکی بالاتر
دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک‌ریج با استفاده از روش جدیدی، اقدام به تولید کامپوزیتی کردند که ظرافت جریان الکتریکی سیم‌های مسی را افزایش می‌دهد و ماده جدیدی فراهم می‌کند که می‌تواند برای موتورهای کارا در خودروهای الکتریکی استفاده شود.
این تحقیق با هدف کاهش موانع استفاده گسترده از وسایل نقلیه الکتریکی از جمله کاهش هزینه، بهبود عملکرد و افزایش عمر قطعات موتورهای الکتریکی انجام شده است.
این ماده جدید را می‌توان در هر ترکیبی که حاوی مس باشد به‌کار برد که از آن جمله می‌توان به اتصال‌دهنده‌ها در اینورترهای کشش خودروهای الکتریکی اشاره کرد.
برای تولید یک ماده رسانای سبک‌تر و با عملکرد بهتر، محققان این پروژه نانولوله‌های کربنی را روی لایه‌های مس صاف قرار دادند. در نتیجه یک ماده کامپوزیتی با ماتریس فلزی به‌دست آمده که ظرفیت جابه‌جایی جریان بالایی داشته و از خواص مکانیکی بهتری نسبت به مس برخوردار است.
ادغام نانولوله‌های کربنی با ماتریس مس برای بهبود رسانایی و عملکرد مکانیکی ایده تازه‌ای نیست. نانولوله‌های کربنی به‌دلیل وزن کم، مقاومت فوق‌العاده و خواص رسانایی بسیار عالی هستند. اما تلاش‌های قبلی محققان برای تولید چنین کامپوزیتی منجر به محصولی با طول کوتاه شده است که در حد چند میکرو یا میلی‌متر طول داشتند. همچنین مقیاس‌پذیری این روش‌ها محدود و عملکرد نیز نسبتا پایین بوده است.
تیم تحقیقاتی ORNL تصمیم به آزمایش لایه‌نشانی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره با استفاده از الکتروریسندگی کردند. این روش از کنترل ساختار و جهت‌گیری مواد رسوب‌یافته بالایی برخوردار است. در این روش، محققان می‌توانند نانولوله‌ها را در یک جهت رسوب دهند که این موضوع موجب تسهیل عبور جریان الکتریکی می‌شود.
سپس این گروه با استفاده از روش کندوپاش مگنترون، یک پوشش لایه نازک از جنس مس را روی سطح نوار مس حاوی نانولوله‌کربنی، ایجاد کردند. در ادامه این محصول وارد کوره شده تا آنیلینگ در خلأ انجام شود و یک شبکه مس-نانولوله با هدایت الکتریکی بالا ایجاد شود.
این گروه با این روش کامپوزیت مس-نانولوله‌کربنی به طول ۱۰ سانتی‌متر و عرض ۴ سانتی‌متر را ایجاد کردند که ظرفیت جریان آن ۱۴ درصد بیشتر و ویژگی مکانیکی آن ۲۰ درصد بهبود یافته است.
