校園生活：維持化學摻雜碳納米管導線增強的電導率
如今家長們都非常關心科學教育問題，不管是國內的科學教育還是國外的科學教育都成為了眾多家長關心的問題，那么既然現在大家都非常關心科學教育問題，那么小編今天就為大家推薦一些與科學教育相關的文章來分享給大家吧，有興趣的話可以認真閱讀下列的內容哦。
盡管用于為這些技術供電的導體仍然相對不變，但現代技術仍在不斷變得更輕，更小，更快。常規(guī)的金屬導體(主要是銅)用于為最新的消費電子產品供電，并且位于技術最先進的太空和國防系統中。碳納米管(CNT)導體已成為傳統金屬導體的輕質，堅固和導電替代品。CNT的密度比銅低約89%，從而在CNT可以代替銅導體的應用中提供了更大的有效負載并降低了燃料成本。
單個碳納米管的電導率大于銅，但由于單個CNT之間的結電阻，尚未在體CNT網絡中實現。最近的工作表明，CNT導體的化學摻雜可導致質量歸一化的電導率接近傳統金屬導體的電導率。CNT線的柔韌性，耐腐蝕性和質量節(jié)省以及電導率的不斷提高，表明CNT導體正成為傳統金屬導體的可行替代品。
在紐約羅徹斯特羅徹斯特理工學院(RIT)的NanoPower研究實驗室，我意識到，隨著這些摻雜的CNT導體的電導率接近金屬，必須了解這些材料的長期和高電流穩(wěn)定性被理解。導體故障是在增加的施加電流密度時焦耳加熱的結果。對于金屬，溫度會升高，直到導體最終熔化。對于CNT，溫度會升高，直到導體在空氣中熱氧化。摻雜的CNT導體還受到摻雜劑降解的影響，這由于CNT導體的化學摻雜而逆轉了提高電導率的好處。
在RIT，我開發(fā)了兩種電流循環(huán)程序，使我們能夠探查摻雜的CNT導體的電性能保持率，該函數是增加施加的電流密度和重復的電流暴露的函數。這項工作確定了KAuBr4化學摻雜能夠將市售CNT導線的電導率提高六倍，并且能夠在電流密度比接收到的CNT導線開始降解的電流密度大三倍的情況下，保持這種改進的電導率。 。
這項工作將KAuBr4化學摻雜劑的熱穩(wěn)定性與其高電流和重復電流穩(wěn)定性相關聯。在升高的溫度下，KAuBr4降解為其他可行的CNT摻雜劑AuBr3和AuBr。這被稱為摻雜劑級聯，并且盡管CNT導體達到發(fā)生摻雜劑降解的溫度，但仍導致改善的電導率。這種摻雜劑級聯使得KAuBr4摻雜比其他簡單地從CNT導體上解吸的摻雜劑更穩(wěn)定。因此，KAuBr4摻雜CNT的導線已經發(fā)展成為一種輕質導體，能夠在長期的大電流應用中保持其改善的電性能，從而激發(fā)了穩(wěn)定的KAuBr4摻雜CNT導線在各種先進導線應用中的未來應用環(huán)保科普。
這個故事是“科學X對話”的一部分，研究人員可以在其中報告其發(fā)表的研究文章中的發(fā)現。訪問此頁面以獲取有關ScienceX Dialog以及如何參與的信息。
