p Um revestimento de nanotubos de carbono, visto através de uma jaqueta transparente, substitui um condutor externo de metal trançado em um cabo de dados coaxial padrão. Cientistas da Rice University projetaram o cabo para economizar peso para aplicações aeroespaciais. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
p Cabos coaxiais comuns poderiam ser feitos 50% mais leves com um novo condutor externo baseado em nanotubos desenvolvido por cientistas da Rice University. p O laboratório Rice do professor Matteo Pasquali desenvolveu um revestimento que pode substituir a trança de cobre revestida de estanho que transmite o sinal e protege o cabo da interferência eletromagnética. A trança de metal é o componente mais pesado dos cabos de dados coaxiais modernos.
p A pesquisa aparece este mês na revista American Chemical Society
Materiais e interfaces aplicados ACS .
p Substituindo o condutor externo pelo flexível de Rice, revestimento de alto desempenho beneficiaria aviões e espaçonaves, em que o peso e a resistência dos cabos de transporte de dados são fatores significativos de desempenho.
p Francesca Mirri, cientista pesquisadora de arroz, autor principal do artigo, fez três versões do novo cabo variando a espessura do nanotubo de carbono do revestimento. Ela descobriu que o mais espesso, cerca de 90 mícrons - aproximadamente a largura de um cabelo humano médio - atendiam aos padrões de nível militar para proteção e também eram os mais robustos; lidou com 10, 000 ciclos de dobra sem nenhum efeito prejudicial no desempenho do cabo.
p "Os cabos coaxiais atuais precisam usar uma trança de metal espessa para atender aos requisitos mecânicos e à condutância adequada, "Mirri disse." Nosso cabo atende aos padrões militares, mas somos capazes de fornecer força e flexibilidade sem volume. "
p Substituir o condutor externo trançado em cabos de dados coaxiais por uma camada de nanotubos de carbono condutores economiza um peso significativo, de acordo com pesquisadores da Rice University. Crédito:Pasquali Lab / Rice University
p Os cabos coaxiais consistem em quatro elementos:um núcleo de cobre condutor, uma bainha de polímero eletricamente isolante, um condutor externo e uma camisa de polímero. O laboratório Rice substituiu apenas o condutor externo revestindo núcleos revestidos com uma solução de nanotubos de carbono em ácido clorossulfônico.
p Em comparação com tentativas anteriores de usar nanotubos de carbono em cabos, este método produz um condutor mais uniforme e tem maior rendimento, Pasquali disse. "Este é um dos poucos casos em que você pode ter seu bolo e comê-lo, também, ", disse ele." Obtivemos um melhor processamento e melhor desempenho. "
p Substituir o condutor de metal trançado pelo revestimento de nanotubo eliminou 97 por cento da massa do componente, Mirri disse.
p A cientista pesquisadora da Rice University, Francesca Mirri, segura um cabo de dados coaxial padrão (parte inferior) e um novo cabo com um condutor externo de nanotubos de carbono. Substituir o condutor externo de metal trançado por um revestimento de nanotubo condutivo torna o cabo 50 por cento mais leve, Mirri disse. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
p Ela disse que o laboratório está trabalhando em um método para aumentar a produção. O laboratório está aproveitando sua experiência na produção de fibras baseadas em nanotubos de alto desempenho.
p "É um processo muito semelhante, "Mirri disse." Nós só precisamos substituir a saída da configuração de extrusão de fibra por uma matriz de revestimento de arame. Esses são processos de alto rendimento usados atualmente na indústria de polímeros para fazer muitos produtos comerciais. A Força Aérea parece muito interessada nesta tecnologia, e estamos atualmente trabalhando em um projeto de Pesquisa de Inovação em Pequenas Empresas com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea para ver até onde podemos ir. "