(PhysOrg.com) -- Les câbles en nanotubes de carbone se rapprochent des conductivités électriques observées dans les fils métalliques, et cela peut éveiller l'intérêt d'un éventail d'industries, selon les chercheurs de l'Université Rice.

Un laboratoire Rice a fabriqué un tel câble à partir de nanotubes de carbone à double paroi et a alimenté une ampoule fluorescente à une tension de ligne standard – un véritable test de la capacité du nouveau matériau à revendiquer les systèmes énergétiques du futur.

L'ouvrage paraît cette semaine dans la revue Nature Rapports scientifiques .

Les câbles à base de nanotubes hautement conducteurs pourraient être tout aussi efficaces que les métaux traditionnels à un sixième du poids, dit Enrique Barrera, un professeur Rice de génie mécanique et de science des matériaux. Ils peuvent trouver une large utilisation d'abord dans les applications où le poids est un facteur critique, comme les avions et les automobiles, et à l'avenir pourrait même remplacer le câblage traditionnel dans les maisons.

Les câbles développés dans l'étude sont filés à partir de nanotubes vierges et peuvent être attachés ensemble sans perdre leur conductivité. Pour augmenter la conductivité des câbles, l'équipe les a dopés à l'iode et les câbles sont restés stables. Le rapport conductivité/poids (appelé conductivité spécifique) bat les métaux, y compris le cuivre et l'argent, et n'est surpassé que par le métal ayant la conductivité spécifique la plus élevée, sodium.

Yao Zhao, qui a récemment soutenu sa thèse de doctorat à Rice, est l'auteur principal du nouvel article. Il a construit la plate-forme de démonstration qui lui a permis de basculer l'alimentation via le nanocâble et de remplacer le fil de cuivre conventionnel dans le circuit de l'ampoule.

Zhao a laissé l'ampoule allumée pendant des jours, sans aucun signe de dégradation dans le câble de nanotubes. Il est également raisonnablement sûr que le câble est mécaniquement robuste; les tests ont montré que le nanocâble était aussi solide et résistant que les métaux qu'il remplacerait, et cela a fonctionné dans une large gamme de températures. Zhao a également découvert que lier deux morceaux de câble ensemble n'entrave pas leur capacité à conduire l'électricité.

Les quelques centimètres de câble mis en évidence dans la présente étude semblent courts, mais faire tourner des milliards de nanotubes (fournis par le partenaire de recherche Tsinghua University) dans un câble est tout un exploit, dit Barrera. Les processus chimiques utilisés pour faire croître puis aligner les nanotubes feront finalement partie d'un processus plus large qui commence avec les matières premières et se termine par un flux constant de nanocâbles, il a dit. La prochaine étape serait de faire plus longtemps, des câbles plus épais qui transportent un courant plus élevé tout en gardant le fil léger. "Nous voulons vraiment aller mieux que ce que le cuivre ou d'autres métaux peuvent offrir globalement, " il a dit.

Les co-auteurs de l'article sont le chercheur de Tsinghua Jinquan Wei, qui a passé un an à Rice en partie soutenu par le projet Armchair Quantum Wire de l'Institut Smalley de l'Université Rice pour la science et la technologie à l'échelle nanométrique; Robert Vajtaï, un boursier de la faculté Rice en génie mécanique et science des matériaux; et Pulickel Ajayan, le professeur Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson de génie mécanique et de science des matériaux et professeur de chimie et de génie chimique et biomoléculaire.