英开发出轻量高强度碳制导线
科普小知识2022-10-16 21:43:26
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根据物理学家组织网络最近的一份报告,英国剑桥大学的科学家已经开发出一种强度高、重量轻的碳丝,有望在未来成为铜线的有力竞争对手。在实验中,这些线由许多碳纳米管组成,它们的强度是铜线的30倍,重量不到铜线的十分之一。此外,他们还发现了一种将碳纳米管焊接到金属上的方法,这在以前从未实现过。研究人员称,碳纳米管最大的缺点是与铜线相比,它的导电性差:同等质量的铜的导电性是碳纳米管的2.5倍。在接下来的几年里,剑桥大学的科学家将专注于铜和碳纳米管的混合电路,并计划开发一种由两者组成的“超级导体”,这将大大提高普通铜导体的性能。国际铜协会预测,这种“超级导线”要大规模生产还需要10年左右的时间,而由纯碳纳米管制成的碳导线的导电率与铜线相似甚至更高可能需要更长的时间。国际铜协会代表了全球矿山和冶炼厂精炼铜产量的80%,以及全球八大铜及铜合金加工企业。它是世界领先的非盈利性国际组织,致力于推广和推广铜的使用。然而,负责这项研究的剑桥大学材料和冶金研究员克日什托夫·科津泽尔仍然信心十足。他说这项技术离商业应用还有一段时间,但是“我们的目标是击败铜线”Kozinzel说,由于其良好的强度和重量轻,由纯碳纳米管制成的导线将有许多令人兴奋的新用途:例如,用于连接机器人手臂或飞机和汽车上的运动部件。有时重量具有决定性的价值。例如,一颗大型太空卫星使用大约15吨铜,占其总质量的三分之一。一架波音747喷气式飞机使用铜线,总长度超过215公里,总重量超过2吨。如果全部或部分铜线被替换为碳线,其性能、负载和效率的变化将无法计算。英国国家电网发言人吉利恩·韦斯特(Gillian West)表示,碳导体的优势在于其在高温下的高效运行,这将大大延长设备和线路的使用寿命,并降低企业的运营和维护成本。此外,碳丝比铜线更轻,因此更便于运输和安装。
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