Південнокорейські вчені продемонстрували революційний електромотор, який відмовляється від дорогої та важкої міді. Людство спожило доступні мідні запаси і сьогодні цей матеріал дорогий. Окрім цього, мідь важка, що важливо для електромобілів, електропотягів, еленктролітаків, роботів, іншої електроніки. Компанія KIST розробила технологію отримання вуглецевих нанотрубок, які можна використовувати замість мідної обмотки в електродвигунах. Дослідники продемонстрували робочий прототип електродвигуна без міді.
Доктору Де Юн Киму і його команді з Дослідницького інституту композитних матеріалів Корейського інституту науки і технологій (KIST) вдалося сконструювати котушку електродвигуна, використовуючи тільки вуглецеві нанотрубки (ВНТ) без будь-яких металів, і реалізувати її до такої міри, що вона дійсно може працювати.
Команда провела експерименти, застосувавши до двигуна котушку з УНТ, і виявила, що частоту обертання двигуна в хвилину (об/хв) можна стабільно регулювати в залежності від вхідної напруги. Це демонструє, що основна робота двигуна, що перетворює електричну енергію в механічну силу обертання, може виконуватися без використання металу.
ВНТ являють собою одновимірні наноматеріали у формі трубки з атомами вуглецю, розташованими у вигляді гексагональних сот, які, як відомо, набагато легше звичайних металів, і в той же час володіють чудовою електропровідністю, механічною міцністю і теплопровідністю.
Ці властивості давно привертали увагу як матеріал наступного покоління, але ВНТ зіткнулися з низкою перешкод для реального промислового застосування. Одною з технічних перешкод є залишки металів-каталізаторів, які використовуються в процесі виробництва. Вони залишаються у вигляді металевих частинок на поверхні ВНТ, погіршуючи їх електричні властивості, які безпосередньо пов’язані з продуктивністю двигуна, що утрудняє використання ВНТ у високопродуктивних компонентах.
Команда розробила новий процес очищення ВНТ, який використовує принцип вирівнювання рідких кристалів, “четвертого стану речовини”, відомого як проміжний стан між рідиною і твердим тілом. Цей процес природним чином усуває сильну агрегацію під час вирівнювання ВНТ, ефективно видаляючи металеві частинки, що залишаються на поверхні. Найголовніше, що він здатний вибірково видаляти домішки, не пошкоджуючи наноструктуру ВНТ, що істотно відрізняє його від існуючих методів очищення, заснованих на рідкій і газофазної очищення.
Очищені ВНТ демонструють значне поліпшення електропровідності, яке може бути доведене до рівня, який може бути застосований до реальних електродвигунів.
Розроблена вченими KIST технологія відкриває шлях до масового виробництва провідних матеріалів для обмоток електродвигунів, кабелів для робототехніки та сировини для напівпровідникової промисловості.
