校園生活：維持化學(xué)摻雜碳納米管導(dǎo)線增強(qiáng)的電導(dǎo)率
如今家長們都非常關(guān)心科學(xué)教育問題，不管是國內(nèi)的科學(xué)教育還是國外的科學(xué)教育都成為了眾多家長關(guān)心的問題，那么既然現(xiàn)在大家都非常關(guān)心科學(xué)教育問題，那么小編今天就為大家推薦一些與科學(xué)教育相關(guān)的文章來分享給大家吧，有興趣的話可以認(rèn)真閱讀下列的內(nèi)容哦。
盡管用于為這些技術(shù)供電的導(dǎo)體仍然相對不變，但現(xiàn)代技術(shù)仍在不斷變得更輕，更小，更快。常規(guī)的金屬導(dǎo)體(主要是銅)用于為最新的消費(fèi)電子產(chǎn)品供電，并且位于技術(shù)最先進(jìn)的太空和國防系統(tǒng)中。碳納米管(CNT)導(dǎo)體已成為傳統(tǒng)金屬導(dǎo)體的輕質(zhì)，堅(jiān)固和導(dǎo)電替代品。CNT的密度比銅低約89%，從而在CNT可以代替銅導(dǎo)體的應(yīng)用中提供了更大的有效負(fù)載并降低了燃料成本。
單個(gè)碳納米管的電導(dǎo)率大于銅，但由于單個(gè)CNT之間的結(jié)電阻，尚未在體CNT網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。最近的工作表明，CNT導(dǎo)體的化學(xué)摻雜可導(dǎo)致質(zhì)量歸一化的電導(dǎo)率接近傳統(tǒng)金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率。CNT線的柔韌性，耐腐蝕性和質(zhì)量節(jié)省以及電導(dǎo)率的不斷提高，表明CNT導(dǎo)體正成為傳統(tǒng)金屬導(dǎo)體的可行替代品。
在紐約羅徹斯特羅徹斯特理工學(xué)院(RIT)的NanoPower研究實(shí)驗(yàn)室，我意識到，隨著這些摻雜的CNT導(dǎo)體的電導(dǎo)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(dǎo)體故障是在增加的施加電流密度時(shí)焦耳加熱的結(jié)果。對于金屬，溫度會(huì)升高，直到導(dǎo)體最終熔化。對于CNT，溫度會(huì)升高，直到導(dǎo)體在空氣中熱氧化。摻雜的CNT導(dǎo)體還受到摻雜劑降解的影響，這由于CNT導(dǎo)體的化學(xué)摻雜而逆轉(zhuǎn)了提高電導(dǎo)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(dǎo)體的電性能保持率，該函數(shù)是增加施加的電流密度和重復(fù)的電流暴露的函數(shù)。這項(xiàng)工作確定了KAuBr4化學(xué)摻雜能夠?qū)⑹惺跜NT導(dǎo)線的電導(dǎo)率提高六倍，并且能夠在電流密度比接收到的CNT導(dǎo)線開始降解的電流密度大三倍的情況下，保持這種改進(jìn)的電導(dǎo)率。 。
這項(xiàng)工作將KAuBr4化學(xué)摻雜劑的熱穩(wěn)定性與其高電流和重復(fù)電流穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)。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(lián)，并且盡管CNT導(dǎo)體達(dá)到發(fā)生摻雜劑降解的溫度，但仍導(dǎo)致改善的電導(dǎo)率。這種摻雜劑級聯(lián)使得KAuBr4摻雜比其他簡單地從CNT導(dǎo)體上解吸的摻雜劑更穩(wěn)定。因此，KAuBr4摻雜CNT的導(dǎo)線已經(jīng)發(fā)展成為一種輕質(zhì)導(dǎo)體，能夠在長期的大電流應(yīng)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(dǎo)線在各種先進(jìn)導(dǎo)線應(yīng)用中的未來應(yīng)用環(huán)保科普。
這個(gè)故事是“科學(xué)X對話”的一部分，研究人員可以在其中報(bào)告其發(fā)表的研究文章中的發(fā)現(xiàn)。訪問此頁面以獲取有關(guān)ScienceX Dialog以及如何參與的信息。
