ابتكر باحثون من معهد العلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية، ملفّات محرك مصنوعة بالكامل من أنابيب نانوية كربونية، بدون استخدام المعادن التقليدية مثل النحاس.
وتشير مجلة Advanced Composites and Hybrid Materials إلى أن هذا الابتكار هو خطوة كبيرة في مجال المحركات الكهربائية.
ويعتبر تخفيف وزن المحرك من المهام الرئيسية في تطوير أنظمة النقل الحديثة، لأنه يقلل بشكل مباشر من استهلاك الطاقة ويزيد من مسافة الحركة. وكانت المشكلة الرئيسية حتى الآن هي أن ملفات المحرك مصنوعة من النحاس مكلفة، بالإضافة إلى محدودية موارده.
أما أنابيب الكربون النانوية هي هياكل أنبوبية أحادية البعد من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية. وهي أخف وزنا بكثير من المعادن، وتتميز بموصلية كهربائية وحرارية عالية وكذلك قوة وصلابة عالية. وقد أعاق استخدامها في الصناعة جزيئات المعادن المتبقية – وهي محفزات تستخدم في تركيبها لأن هذه الجزيئات تضعف الخواص الكهربائية للأنابيب النانوية، ما يقلل من كفاءة المحركات.
وقد ابتكر فريق من الباحثين تقنية فريدة لتنظيف الأنابيب النانوية باستخدام مبادئ التنظيم الذاتي للبلورات السائلة – وهي حالة وسيطة للمادة بين السائل والصلب.
تسمح هذه الطريقة بإزالة الشوائب المعدنية بفعالية دون الإضرار بالبنية النانوية، ما يزيد بشكل كبير من موصلية المادة.
وأُكدت الاختبارات أن المحرك المصنوع من الأنابيب النانوية النقية يغير سرعته بثبات تبعا للجهد المعطى، ويعمل دون استخدام المعادن.
ويقول الدكتور داي يون كيم، رئيس الفريق: “لقد تمكنا من كشف كامل الخواص الكهربائية لملفات الأنابيب النانوية الكربونية وتشغيل المحرك دون مكونات معدنية تقليدية، وهذا إنجاز جوهري”.
ووفقا للمبتكرين، سيكون هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو إنشاء محركات كهربائية خفيفة الوزن ومستقرة وعالية الكفاءة، التي ستكون بمثابة الأساس للجيل القادم من وسائل النقل والتقنيات الصديقة للبيئة.
