Co je to kvantový drát?

Kvantový drát je kabel nebo drát, často podobný funkci jako měděný drát, ale vyrobený z nanotrubic konkrétního prvku, obvykle uhlíku. Kvantové dráty jsou obvykle vodiče, ale mohou být také vyrobeny jako izolátory nebo polovodiče. Tyto dráty jsou ideální pro funkce elektrického zapojení a pro použití na kosmických lodích, protože jsou menší a lehčí než jejich kovové protějšky. Vyrábět jsou však nákladné. Pro srovnání, průměr jednoho lidského vlasů se měří v mikrometrech, které jsou 1 000krát větší než nanometr. Nanotrubice se používají nejen k vytvoření kvantového drátu, ale používají se v různých vědeckých oborech, včetně lékařského výzkumu.

Objevené v roce 1991 se nanotrubice provádějí, když je laser zastřelen na čistou látku, jako je uhlík. Původně to byl zdlouhavý proces s mnoha potenciálními nanotrubicemi vyřazenými, protože neZapojte požadavky na velikost, ale vědci z Rice University zdokonalili proces pro výrobu náhodných nanotrubic do roku 1996.

Nanotrubice musí být spojeny nebo krouceny dohromady v řetězech, aby vytvořily kvantové dráty, které mají vyšší vodivost než měděné dráty, nejlepší kovový vodič elektřiny. Teoreticky má kvantový drát jednu šestinu hmotnosti měděného drátu a může elektřinu provádět až desetkrát efektivněji. Kovové kvantové dráty mohou být vyrobeny z niklu (ni) nebo zlata (AU). Tyto dráty jsou do značné míry stále experimentální, ale mají použití v elektronice a optice.

Možná nejvíce vědecky vzrušující typ kvantového drátu, jsou však vyrobeny z uhlíkových nanotrubic. V roce 2005 Rice University prováděla rozsáhlý výzkum výroby kvantového drátu z uhlíkových nanotrubic s použitím grantu 11 milionů USD amerických dolarů (USD) z národního aeronu Spojených států USAAutics and Space Administration (NASA). Rice University byla naplánována na dokončení v roce 2010 a byla obviněna z úkolu vytvořit kvantový drát dostatečně dlouho na to, aby byl použit v kosmických lodích.

Vzhledem k tomu, že dráty jsou lehčí a efektivnější, NASA a další vědci se domnívají, že kvantové dráty by mohly být nápomocné při umožnění kosmických lodích dál do vesmíru, protože každá extra libra stojí kosmickou loď více paliva. Vědci mají problémy s výrobou dostatečného množství nanotrubic, aby vytvořili dlouhé délky drátu, protože velmi specifický tvar nanotrubice, nazývaný „křeslo na rameni“, je nezbytný k jejich zvrácení do vodičů. V roce 2005 měly pouze dvě procenta nanotrubic správný tvar pro použití. Od roku 2010 však vědci z Rice University při řešení problému dosáhli značného pokroku, ale stále byl zapotřebí více výzkumu.

JINÉ JAZYKY

Pomohl vám tento článek? Děkuji za zpětnou vazbu Děkuji za zpětnou vazbu

Jak můžeme pomoci? Jak můžeme pomoci?