Güney Kore'deki Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST), dünyanın ilk tamamen metal içermeyen elektrik motorunu geliştirdi. Bu motor, geleneksel bakır bobinler yerine karbon nanotüpler (CNT'ler) kullanıyor ve yüzde 133 oranında daha iyi elektrik iletkenliği sunuyor. Aynı zamanda, geleneksel motorlara kıyasla yüzde 80 daha hafif olmasıyla dikkat çekiyor.
Yeni geliştirilen motor, küçük bir oyuncak arabayı saniyede yarım metreden daha hızlı hareket ettirebilecek kapasitede çalıştı. Bu, teknolojinin işlevsel olduğunu ve farklı ölçeklerde uygulanabileceğini gösteriyor.
HAFİF ULAŞIMIN ANAHTARI
Araştırma ekibi, bu teknolojinin elektrikli araçlardan dronlara ve uzay araçlarına kadar birçok alanda kullanılabileceğini belirtiyor. Motorun hafifliği, yalnızca enerji verimliliğini artırmakla kalmıyor; aynı zamanda pil ömrünü uzatıyor ve menzil kapasitesini genişletiyor. Bu, gelecekteki ulaşım teknolojileri açısından devrim niteliğinde bir adım.
KARBON YAPIDA GÜÇ
Karbon nanotüpler, karbon atomlarının altıgen petek yapılar halinde dizilerek oluşturduğu tüp biçimli nanomalzemelerden oluşuyor. Son derece hafif olan bu yapı, aynı zamanda yüksek mekanik dayanıklılık, termal iletkenlik ve elektriksel iletkenlik sağlıyor.
KIST ekibi, bu teknolojiyi mümkün kılan en önemli gelişmenin, CNT’lerdeki metal safsızlıkların giderildiği yeni bir saflaştırma yöntemi olduğunu belirtiyor.
YENİ SAFLAŞTIRMA YÖNTEMİ
LAST (Lyotropik Sıvı Kristal Destekli Yüzey Dokulandırma) adı verilen bu yöntem sayesinde, karbon nanotüplerin içindeki metal katalizör kalıntıları başarıyla temizlenebildi. Süreç, sıvı kristal formundaki nanotüplerin klorosülfonik asit içinde çözülmesiyle başlıyor. Su ile temas ettiğinde ortaya çıkan hidroklorik asit, CNT yapısına zarar vermeden metal parçacıkları uzaklaştırıyor.
Bu işlem, metal kontaminasyon oranını yüzde 12,7’den yüzde 0,8’in altına düşürdü. Sonuç olarak, karbon nanotüp kablolar metre başına 7,7 megasiemens elektriksel iletkenliğe ulaştı.
KÜTLEDE BÜYÜK AZALMA
Yeni motor, özgül dönüş hızı bakımından bakır tabanlı muadillerine kıyasla yüzde 6 daha düşük performans gösterse de, ciddi ağırlık avantajı sağladı. CNT telleri 78,75 miligram ağırlığındayken, eşdeğer bakır teller 379,08 miligramdı. Bu, motor sistemlerinin toplam ağırlığını dramatik şekilde azaltıyor.
Ekip, motoru test etmek için CNT motorlu bir model araba üretti. Bu araç, asfalt zeminde yapılan testte 10 metreyi 25 saniyede kat etti. Bakır motorlar daha yüksek hıza ulaşsa da, CNT versiyonu hafiflik ve enerji verimliliğiyle öne çıktı.
GELECEĞİN MALZEME STRATEJİSİ
KIST, karbon nanotüp tabanlı bu yeniliğin sadece motorlarla sınırlı kalmayacağını belirtiyor. CNT’ler, batarya iletkenlerinden robot kablolarına, yarı iletken endüstrisinden uzay teknolojilerine kadar birçok alanda metalin yerini alabilecek potansiyele sahip.
