Türk araştırmacıdan Yeni Bakır Kompozit başarısı
ABD Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda çalışmalarını devam ettiren Türk araştırmacı Tolga Aytuğ liderliğindeki bilim adamları, bakır tellerin elektrik akımı kapasitesini artıran ve bakır kullanan herhangi bir bileşende yer alabilen kompozit geliştirdi. Bu çalışma, elektrikli araç çekiş inverterleri için daha verimli baralar ve daha küçük konektörler dahil olmak üzere, kablolu ve kablosuz şarj sistemlerinde de uygulanabilecek bir gelişme olarak nitelendiriliyor.
Tolga Aytuğ projelerinin, özellikle elektrikli otomobil üretim maliyetini düşürerek, elektrik motorları ve güç elektroniği gibi bileşenlerin performansının artırılmasına ve daha uzun ömürlü komponentlerin geliştirilerek, daha geniş kitleler tarafından elektrikli otomobil sahipliğinin önündeki engelleri azaltmayı amaçladığını belirtti. Daha hafif iletken malzeme üretmek için uzmanlar, karbon nanotüpleri yassı bakır yüzeyler üzerine biriktirip hizalayarak, tek başına bakırdan daha iyi akım işleme kapasitesi ve mekanik özelliklere sahip yeni bir metal-matris kompozit malzeme ortaya çıkardı.
Aslında iletkenliği ve mekanik performansı iyileştirmek için karbon nanotüpleri veya CNT’leri bir bakır matrise dahil etmek yeni bir fikir değil. Bu nedenle Tolga Aytuğ liderliğindeki ekip, bir elektrik alanı boyunca lifler oluşturan ticari olarak uygulanabilir bir yöntem olan elektrospinning kullanarak tek duvarlı CNT’leri biriktirmeyi denemeye karar verdi. Uygulanan teknik, biriktirilen materyallerin yapısı ve yönü üzerinde kontrol sağlıyor. Süreç, gelişmiş elektrik akışını kolaylaştırmak için CNT’leri tek bir genel yönde başarılı bir şekilde yönlendirmelerine izin veriyor.
Grup daha sonra CNT kaplı bakır bantların üzerine ince bakır film tabakaları eklemek için vakumlu kaplama tekniği olan magnetron püskürtme yöntemini kullandı. Kaplanan numuneler daha sonra yoğun, muntazam bir bakır tabaka oluşturarak ve bakırın CNT matrisine difüzyonuna izin vererek, oldukça iletken bir Cu-CNT ağı üretmek için bir vakum fırınına konuldu. Bu yöntem kullanılarak, 10cm uzunluğunda ve 4cm genişliğinde bir bakır-karbon nanotüp kompoziti oluşturuldu.
Bu madde, saf bakır ile karşılaştırıldığında % 20’ye kadar geliştirilmiş mekanik özelliklere ve % 14 daha fazla akım kapasitesi gibi olağanüstü özelliklere sahip.
Tolga Aytuğ:
“Karbon nanotüplerin tüm harika özelliklerini bir bakır matrise yerleştirerek, daha iyi mekanik mukavemet, daha hafif ve daha yüksek akım kapasitesine sahip olabiliriz. O zaman daha az güç kaybıyla daha iyi bir iletken elde edersiniz ve bu da cihazın verimliliğini ve performansını artırır ” dedi. Bu; elektrikli otomobillerde daha yüksek performans, gelişmiş motor sistemlerinde daha düşük hacim ve birim hacimde daha yüksek güç yoğunluğu anlamına geliyor.