Hvad er en kvantetråd?
En kvantetråd er et kabel eller en ledning, ofte ens i funktion som kobbertråd, men lavet med nanorør af et specifikt element, normalt kulstof. Kvantledninger er normalt ledere, men kan også fremstilles som isolatorer eller halvledere. Disse ledninger er ideelle til elektriske ledningsfunktioner og til brug på rumfartøjer, fordi de er mindre og lettere end deres metal -kolleger. De er imidlertid dyre at fremstille.
nanorør er menneskeskabte mikroskopiske rør med en diameter på 1 nanometer, som måler 1 milliardp af en meter. Til sammenligning måles diameteren af et enkelt menneskehår i mikrometer, som er 1.000 gange større end et nanometer. Nanorør bruges ikke kun til at skabe kvantetråd, men bruges i en række videnskabelige områder, herunder medicinsk forskning.
opdaget i 1991, nanorør fremstilles, når en laser skydes mod et rent stof, såsom kulstof. Oprindeligt var dette en langvarig proces med mange potentielle nanorør, der blev kasseret, fordi de ikke gjorde detMonter størrelseskravene, men Rice University -forskere havde perfektioneret en proces til at fremstille passende størrelse nanorør i 1996.
Nanorør skal være forbundet eller snoet sammen i kæder for at danne kvanteudviklinger, der har en højere ledningsevne end kobbertråde, den bedste metalliske leder af elektricitet. I teorien har en kvantetråd en sjettedel af vægten af en kobbertråd og kan udføre elektricitet op til ti gange mere effektivt. Metalliske kvante ledninger kan være lavet af nikkel (Ni) eller guld (AU). Disse ledninger er stort set stadig eksperimentelle, men har anvendelser inden for elektronik og optik.
Eventuelt den mest videnskabeligt spændende type kvantetråd er imidlertid dem, der er fremstillet af carbon nanorør. I 2005 udførte Rice University omfattende undersøgelser af at lave kvantetråd fra carbon nanorør ved hjælp af et tilskud på $ 11 millioner amerikanske dollars (USD) fra De Forenede Staters nationale AeronAutik og rumadministration (NASA). Rice University blev planlagt til at være afsluttet i 2010 og blev tiltalt for opgaven med at skabe kvantetråd længe nok til at blive brugt i rumfartøjer.
Da ledningerne er lettere og mere effektive, mener NASA og andre forskere, at kvanteudstyr kan være medvirkende til at give rumfartøjer mulighed for at rejse længere ud i rummet, da hvert ekstra pund koster et rumfartøj mere brændstof. Forskere har problemer med at producere nok nanorør til at fremstille lange ledningslængder, da en meget specifik nanorørform, kaldet "armstol", er nødvendig for at dreje dem i ledninger. I 2005 havde kun to procent af nanorørene den rigtige form til brug. Fra 2010 havde Rice University -forskere imidlertid gjort betydelige fremskridt med at løse problemet, men der var stadig behov for mere forskning.