ACHM: создан электродвигатель без металла с катушкой из углеродных нанотрубок

Исследователи из Корейского института науки и технологий достигли прорыва в области электрических двигателей. Они создали катушку для мотора из углеродных нанотрубок без использования традиционных металлов, таких как медь. Работа опубликована в журнале Advanced Composites and Hybrid Materials (ACHM).

Работа опубликована в журнале Advanced Composites and Hybrid Materials (ACHM).

Снижение веса двигателя — одна из ключевых задач в разработке современных транспортных систем, так как это напрямую снижает энергозатраты и увеличивает дальность пробега. До сих пор главной проблемой было то, что катушки двигателя изготавливались из меди, обладающей высокой стоимостью. К тому же ее ресурсы ограничены.

Углеродные нанотрубки представляют собой одномерные трубчатые структуры из углеродных атомов, расположенных в гексагональной решетке. Они значительно легче металлов и одновременно обладают высокой электрической проводимостью, прочностью и теплопроводностью. Однако использование нанотрубок в промышленности долгое время сдерживалось из-за остаточных металлических частиц — катализаторов, применяемых при их синтезе. Эти частицы ухудшают электрические свойства нанотрубок, что снижает эффективность двигателей.

Команда исследователей разработала уникальную технологию очистки нанотрубок с использованием принципов жидкокристаллической самоорганизации — промежуточного состояния вещества между жидкостью и твердым телом. Этот метод позволяет эффективно удалять металлические примеси без повреждения наноструктуры, что существенно повышает проводимость материала.

Было экспериментально подтверждено, что созданный из очищенных нанотрубок мотор стабильно меняет обороты в зависимости от подаваемого напряжения, демонстрируя полноценную работу без использования металлов.

"Мы смогли максимально раскрыть электрические свойства катушек из углеродных нанотрубок и запустить двигатель без традиционных металлических компонентов, что является принципиальным прорывом", — прокомментировал глава группы исследователей доктор Дэ-Юн Ким.

По мнению авторов, открытие станет важным шагом к созданию легких, устойчивых и высокоэффективных электрических двигателей, которые послужат базой для следующего поколения экологичного транспорта и технологий.