(PhysOrg.com) -- Kabels gemaakt van koolstofnanobuisjes kruipen in de richting van elektrische geleidbaarheid die te zien is in metalen draden, en dat kan interesse wekken bij een reeks industrieën, volgens onderzoekers van Rice University.

Een Rice-lab maakte zo'n kabel van dubbelwandige koolstofnanobuisjes en voedde een fluorescentielamp met standaard netspanning - een echte test van het vermogen van het nieuwe materiaal om een ​​claim in te zetten in energiesystemen van de toekomst.

Het werk verschijnt deze week in het tijdschrift Nature Wetenschappelijke rapporten .

Zeer geleidende kabels op basis van nanobuisjes kunnen net zo efficiënt zijn als traditionele metalen met een zesde van het gewicht, zei Enrique Barrera, een Rice hoogleraar werktuigbouwkunde en materiaalkunde. Ze kunnen het eerst op grote schaal worden gebruikt in toepassingen waar gewicht een kritische factor is, zoals vliegtuigen en auto's, en zou in de toekomst zelfs de traditionele bedrading in huizen kunnen vervangen.

De kabels die in het onderzoek zijn ontwikkeld, zijn gesponnen uit ongerepte nanobuisjes en kunnen aan elkaar worden gebonden zonder hun geleidbaarheid te verliezen. Om de geleidbaarheid van de kabels te vergroten, het team doopte ze met jodium en de kabels bleven stabiel. De geleidbaarheid-gewichtsverhouding (de zogenaamde specifieke geleidbaarheid) verslaat metalen, inclusief koper en zilver, en is de tweede alleen voor het metaal met de hoogste specifieke geleidbaarheid, natrium.

Yao Zhao, die onlangs zijn proefschrift verdedigde voor zijn doctoraat bij Rice, is de hoofdauteur van het nieuwe artikel. Hij bouwde de demo-installatie waarmee hij de stroom door de nanokabel kon schakelen en conventionele koperdraad in het gloeilampencircuit kon vervangen.

Zhao liet de lamp dagenlang branden, zonder tekenen van degradatie in de nanobuiskabel. Hij is er ook redelijk zeker van dat de kabel mechanisch robuust is; tests toonden aan dat de nanokabel net zo sterk en taai is als metalen die hij zou vervangen, en het werkte in een breed temperatuurbereik. Zhao ontdekte ook dat het samenbinden van twee stukken kabel hun vermogen om elektriciteit te geleiden niet belemmerde.

De paar centimeter kabel die in de huidige studie wordt aangetoond, lijkt kort, maar miljarden nanobuisjes (geleverd door onderzoekspartner Tsinghua University) in een kabel spinnen is een hele prestatie, zei Barrera. De chemische processen die worden gebruikt om nanobuisjes te laten groeien en vervolgens uit te lijnen, zullen uiteindelijk deel uitmaken van een groter proces dat begint met grondstoffen en eindigt met een gestage stroom nanokabel, hij zei. De volgende fase zou zijn om langere, dikkere kabels die een hogere stroom voeren terwijl de draad licht van gewicht blijft. "We willen echt beter gaan dan wat koper of andere metalen in het algemeen kunnen bieden, " hij zei.

De co-auteurs van het artikel zijn Tsinghua-onderzoeker Jinquan Wei, die een jaar bij Rice heeft doorgebracht, gedeeltelijk ondersteund door het Armchair Quantum Wire Project van het Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology van Rice University; Robert Vajtai, een fellow van de Rice-faculteit in werktuigbouwkunde en materiaalkunde; en Pulickel Ajayan, de Benjamin M. en Mary Greenwood Anderson hoogleraar werktuigbouwkunde en materiaalkunde en hoogleraar scheikunde en chemische en biomoleculaire engineering.