Углеродные нанотрубки заменяют металлические катушки для сверхлегких электродвигателей
Учёным из Научно-исследовательского института композитных материалов Корейского института науки и технологий (KIST) удалось создать катушку электродвигателя, используя только углеродные нанотрубки (УНТ) без каких-либо металлов, и довести её до рабочего состояния. Применив катушку из УНТ к двигателю, было обнаружено, что обороты в минуту (RPM) можно стабильно контролировать в соответствии с входным напряжением. Это показывает, что базовая операция двигателя, которая преобразует электрическую энергию в механическую вращательную силу, может быть выполнена без металла. Работа опубликована в журнале Advanced Composites and Hybrid Materials.
Рис.1. KIST разработал технологию производства высококачественных CNT, используя жидкокристаллическое состояние, часто называемое «четвертым состоянием вещества», отличным от твердых тел, жидкостей и газов. Эта технология значительно улучшает электропроводность катушек CNT, позволяя им управлять электродвигателями без необходимости использования медных катушек. Кредит: Корейский институт науки и технологий (KIST)
При изготовлении УНТ главным техническим препятствием является наличие примесей, которые остаются в виде металлических частиц на поверхности. Это ухудшает электрические свойства УНТ, которые напрямую связаны с производительностью двигателя, что затрудняет использование УНТ в высокопроизводительных компонентах.
Учёные разработали новый процесс очистки УНТ, который использует принцип выравнивания жидких кристаллов, "четвертое состояние вещества", известное как промежуточное состояние между жидкостью и твердым телом. Процесс естественным образом устраняет сильную агрегацию во время выравнивания УНТ, эффективно удаляя металлические частицы, которые остаются на поверхности.
Самое главное, метод очистки способен избирательно удалять примеси, не повреждая наноструктуру УНТ, что делает его заметно отличным от существующих методов на основе жидкой и газовой фазы. Очищенные УНТ показывают значительное улучшение проводимости, которое может быть доведено до уровня, применимого к реальным электродвигателям.
Рис.2. Разработана технология замены всех катушек для электродвигателей, которые в основном изготавливаются из металлов, таких как медь, на УНТ. Кредит: Корейский институт науки и технологий (KIST)
Рис.3. Электродвигатель CNT с катушками CNT демонстрирует определенную скорость вращения в зависимости от приложенного напряжения. Кредит: Корейский институт науки и технологий (KIST)
