ساخت سیم رسانای سبک برای ناسا با نانولوله‌های کربنی

بنیاد تحقیقات انرژی پاک روشی برای تولید نانولوله‌های کربنی دو جداره جدیدی ارائه کرده است. این نانولوله‌های کربنی دارای دو جداره به‌هم جوش‌خورده (DWNT) است که به‌صورت الیافی درآمده که توانایی تحمل ۷۰۰ گیگاپاسکال را دارد. این استحکام در سال ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ زمانی که با پرتو الکترونی نانولوله‌های DWNT گداخته شده و باندل‌های میکروسکوپ ایجاد شدند، دیده شد. در این پروژه محققان تلاش کردند که برای اولین بار اقدام به تولید انبوه این نانولوله‌ها کنند. برای این کار از دمای ۱۷۰۰ تا ۲۳۰۰ درجه و فشار ۸۰۰ اتمسفری استفاده می‌شود درحالی که در روش پیشین از تجهیزات گران‌قیمت و زمان‌بر که نیاز به اعمال پرتوهای الکترونی با ولتاژ بالا داشت، استفاده می‌شد.

پرتو الکترونی تجاری موجود برای ایجاد DWNT نیاز به چند ماه کار دارد اما در این روش در مدت زمان کمتر از نیم‌ساعت این نانولوله‌ها ساخته می‌شوند.

ناسا به سیم‌هایی با رسانایی بسیار بالا نیاز دارد تا از آنها برای کاوش فضا و ماهواره‌ها استفاده کند. از آنجایی که برای ناسا، کاهش وزن اهمیت دارد، این نانولوله‌ها مزیت زیادی دارند. جریان الکتریکی باید از نانولوله‌ها عبور کند و میان این نانولوله‌ها جهش داشته باشد؛ از این رو، این نانولوله‌ها با جاذبه واندروالسی به هم متصل می‌شوند.

نیل فاربستین از مخترعان این فناوری می‌گوید: « بسیار جالب توجه است که نانولوله‌ها با فاصله بسیار کمی از هم قرار دارند. نانولوله‌های DWNT جوش‌خورده، هدایت الکتریکی بالایی داشته و نسبت به رقبای خود بسیار موفق‌تر هستند. این نانولوله‌ها وزن بسیار کمی دارند.»

در اولین آزمایش‌ها، نانولوله‌های کربنی دوجداره که با گرما پرس شدند، استحکام و سختی لازم را نداشتند، دلیل این امر فقدان حفره‌های لازم در این ساختار بود که در ادامه این مشکل حل شد.

جوش‌خوردن این نانولوله‌ها از طریق دیواره بیرونی آنها انجام می‌شود. افزودن ۰٫۰۵ درصد بور به نانولوله‌های کربنی دو جداره نیز موجب اتصال دیواره‌ها به هم می‌شود.

نتایج این پروژه در قالب پتنتی با شماره ۱۰۰۵۹۵۹۵ در USPTO به ثبت رسیده است.