สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลี ประกาศความสำเร็จในการพัฒนาวัสดุแห่งอนาคต นั่นคือ สายไฟคาร์บอนนาโนทิวบ์ ที่มีคุณสมบัติเบาเป็นพิเศษ ยืดหยุ่นสูง และนำไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม ซึ่งอาจกลายเป็น วัสดุทดแทนทองแดง ในอุตสาหกรรมสำคัญอย่างยานยนต์ไฟฟ้าได้ในไม่ช้าครับ
นักวิจัยได้ใช้กระบวนการที่เรียกว่า LAST หรือ Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing เพื่อจัดเรียงโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน ให้เป็นระเบียบและกำจัดสารเจือปนออกไป
ทำให้สายไฟที่ได้มีประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าสูงขึ้นกว่าเดิมถึง และที่สำคัญที่สุดคือมีน้ำหนักเบากว่าขดลวดทองแดงในขนาดเดียวกันถึง 5 เท่า
อนาคตของการลดน้ำหนักรถ EV และอากาศยาน
ในโลกของยานยนต์ไฟฟ้า น้ำหนักคือปัจจัยที่ส่งผลต่อทุกๆอย่างครับ ตั้งแต่ระยะทางวิ่งจนถึงประสิทธิภาพการขับขี่ โดยในปัจจุบัน ขดลวดทองแดงคิดเป็น 25% ของน้ำหนักมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมด แต่การนำสายไฟคาร์บอนนาโนทิวบ์มาใช้ จะเป็นการ ลดน้ำหนักรถ EV ได้อย่างมีนัยสำคัญ
การลดน้ำหนักนี้จะสร้างผลกระทบแบบลูกโซ่ คือเมื่อมอเตอร์เบาลง ความเฉื่อยในการหมุนก็น้อยลง ทำให้ตอบสนองคันเร่งได้ดีขึ้น สูญเสียพลังงานน้อยลง และต้องการระบบระบายความร้อนที่เล็กลง ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่เป้าหมายสูงสุดคือการ เพิ่มระยะทางรถไฟฟ้า ให้ไกลขึ้นต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
แต่แม้จะเป็นเทคโนโลยีที่น่าจับตา แต่การพัฒนานี้ ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัย โดยมีข้อจำกัดหลักคือ
1.การนำไฟฟ้า แม้จะพัฒนาขึ้นมาก แต่ค่าการนำไฟฟ้าของสายไฟ CNT (ประมาณ 7.7 MS/m) ยังคงตามหลังทองแดง (59 MS/m) อยู่มาก ทำให้ในการทดสอบ มอเตอร์ที่ใช้ CNT มีรอบการหมุนสูงสุดต่ำกว่ามอเตอร์ทองแดงอย่างเห็นได้ชัด
2.กำลังไฟฟ้า โดยการทดสอบยังทำในระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก ซึ่งยังห่างไกลจากการใช้งานจริงในรถยนต์ไฟฟ้า
แต่หากพิจารณาในแง่ประสิทธิภาพต่อน้ำหนัก ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญในอุตสาหกรรมอากาศยาน พบว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าน้ำหนักเบา ที่ใช้ CNT นั้นด้อยกว่าทองแดงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นับเป็นสัญญาณที่ดีว่าเรากำลังเข้าใกล้การปฏิวัติวัสดุสำหรับมอเตอร์และสายไฟในอนาคตอันใกล้ครับ (อยากให้สำเร็จไวๆ จัง)
ที่มา
https://newatlas.com/technology/kist-cnt-cscec-carbon-nanotube-wire/
