Ученые из Южной Кореи создали электродвигатель, который может изменить будущее транспорта и технологий. Впервые вместо тяжелых медных обмоток они использовали углеродные нанотрубки. Это делает моторы легче, что важно для электромобилей, самолетов и роботов. 

Углеродные нанотрубки проводят электричество почти так же хорошо, как медь, но весят в пять раз меньше. Ученые из Корейского института науки и технологий (KIST) придумали, как заменить ими медь в электродвигателях. Это может сделать машины и самолеты легче и экономичнее.

Медь — традиционный материал для обмоток в двигателях. Она хорошо проводит ток, но из-за нее моторы получаются тяжелыми. Например, двигатели электромобиля Tesla Model S весят немало, и замена меди на нанотрубки могла бы уменьшить их вес на 23 кг. Это улучшит скорость, дальность поездки и снизит нагрузку на систему охлаждения.

Команда KIST разработала технологию под названием Core-Sheath Composite Electric Cables (CSCEC). Она позволяет делать тонкие и гибкие провода из нанотрубок толщиной всего 0,3 мм. Такие провода уже используют в маленьких электромоторах для экспериментов.

Главный прорыв — метод LAST (Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing). Он помогает выстраивать нанотрубки в ровные ряды и убирать лишние примеси. Благодаря этому провода стали проводить ток на 130% лучше, чем раньше. Это делает их ближе по эффективности к меди.

Доктор Дэ-Юн Ким, один из руководителей проекта, отметил: «Это первый случай, когда углеродные нанотрубки полностью заменили медь в двигателе». Испытания показали, что мотор работает стабильно. Его скорость можно регулировать, как у обычных двигателей, изменяя напряжение. Правда, пока тесты проводили на малой мощности — всего 3,5 Вт.

Но несмотря на успех, технология пока не готова для массового производства. Есть несколько проблем:

• Цена. Углеродные нанотрубки стоят дорого — от 375 до 500 долларов за килограмм. Для сравнения, медь стоит около 10 долларов за килограмм. Это делает новые провода в 50 раз дороже.
• Проводимость. Нанотрубки пока уступают меди по способности проводить ток. Ученым нужно улучшить их характеристики.
• Масштаб. Тесты проводили на маленьких двигателях. Чтобы использовать технологию в больших машинах, нужно больше исследований, а за ними, скорее всего придут и новые проблемы, которые нужно будет решать.

Как сообщает сайт ScienceDaily, ученые пока что работают над снижением стоимости нанотрубок. Они надеются, что в будущем их производство станет дешевле, как это было с солнечными панелями.