Gli scienziati della Swansea University hanno segnalato un nuovo approccio alla misurazione della conduttività tra nanotubi di carbonio identici che potrebbe essere utilizzato per migliorare l'efficienza dei cavi di alimentazione elettrica in futuro.

La nuova ricerca è pubblicata sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere . Il documento descrive in dettaglio come il team di ricerca della Swansea University, con sede presso l'Energy Safety Research Institute (ESRI) che lavora con i ricercatori della Rice University, ha effettuato misurazioni fisiche reali della conduttività dei nanotubi di carbonio.

I nanotubi di carbonio sono minuscole molecole con incredibili proprietà fisiche. Queste molecole cilindriche sono piene di atomi di carbonio esagonali che assomigliano un po' a filo di pollo avvolto in un tubo di grafene e vengono utilizzate per produrre filo leggero. Questi possono essere trasformati in cavi elettrici efficienti e potenti che hanno il potenziale per sostituire i cavi metallici esistenti, che spesso si surriscaldano e si guastano e possono perdere circa l'8% dell'elettricità nella trasmissione e nella distribuzione a livello globale.

Il nuovo studio è un significativo passo avanti in quanto studi precedenti che esaminavano i livelli di conduttività potevano utilizzare solo calcoli teorici nelle loro misurazioni. Un'altra limitazione era che gli studi teorici hanno esaminato i nanotubi di diametro simile, ma in realtà i diametri dei nanotubi variano ed è questa variazione che rende i modelli teorici impossibili da dimostrare e porta a reali problemi pratici quando si misura la conduttività nei nanotubi di carbonio.

Direttore dell'ESRI, Professor Andrew Barron, che è anche professore alla Rice University, e il suo gruppo di ricerca ha notato che se due nanotubi di carbonio di diametro diverso venivano posti uno sull'altro, la resistenza nel punto di contatto era maggiore che se fossero di diametro simile. Il team ha fatto passare una grande tensione attraverso uno dei nanotubi di carbonio incrociati che lo ha rotto e le due metà sono state saldate alle sonde.

Le due metà del nanotubo di carbonio originale potevano quindi essere gestite in modo tale che qualsiasi misurazione garantisse che il diametro e il tipo fossero gli stessi, poiché i due nanotubi di carbonio provenivano in realtà dallo stesso nanotubo di carbonio. Una volta scoperto questo, il team ha iniziato a riprodurre sperimentalmente misurazioni che in precedenza erano solo teoriche.

Il team ha anche scoperto che attraverso i loro esperimenti pratici sono stati in grado di dimostrare alcune teorie chiave:

• La variazione dell'angolo di sovrapposizione tra le due metà del nanotubo di carbonio originale mostra una variazione nella conduttività elettrica.
• La misurazione della conduttività tra due metà parallele di un nanotubo di carbonio tagliato porta a risultati coerenti con il concetto teorico di registro su scala atomica.

ha detto il professor Barron; "Questa è la prima volta che è stato possibile effettuare misurazioni sperimentali per confermare modelli teorici. Anche se è bello confermare la teoria con un esperimento reale, la nostra metodologia ora apre una miriade di possibilità per misurazioni prima non possibili. Non vediamo l'ora di ampliare le conoscenze di base sui nanotubi di carbonio che ci aiuteranno nella produzione di cablaggi elettrici efficienti e in una miriade di altre tecnologie in futuro".