Studija, koju je vodio Tingting Zuo, bila je zasnovana na ideji rasta na licu mesta, a serija Cu/Gr kompozita sa poboljšanim interfejsom pripremljena je sinterovanjem u vakuumu vrućom presom. U kombinaciji sa procesima hladnog izvlačenja i termičke obrade, dobijene su kompozitne žice izuzetno visoke čvrstoće i električne provodljivosti kako na sobnoj tako i na povišenim temperaturama.
Nalazi su objavljeni u časopisu CES transakcije na električnim mašinama i sistemima.
Temperaturni koeficijent otpora (TCR) žica je drastično smanjen na 0,0035/°C, što čini da žice pokazuju nisku otpornost na višim temperaturama.
Zbog inherentnih karakteristika, provodljivost bakra se povećala samo za 3% u poslednjih 100 godina. Bakarne žice teško održavaju visoku čvrstoću na visokim temperaturama, a provodljivost je značajno smanjena. Stoga je razvoj novih bakarnih žica visokih performansi važan način za poboljšanje performansi elektromotora i postizanje visoke energetske efikasnosti u električnim vozilima.
Tingting Zuo je rekao: „Metoda rasta na licu mesta može da izbegne aglomeraciju ugljeničnih nanomaterijala, a formiranje oksida ili karbida retkih zemalja na interfejsu može efikasno da poboljša međufaznu vezu. Efikasna kombinacija gornjih metoda i izvodljiva prerada plastike može rezultiraju visokokvalitetnim kompozitnim žicama od bakra/grafena.
Studija pokazuje dobre prednosti primene na temperaturama višim od 100°C i otvara novi način za pripremu Cu/grafenskih visokotemperaturnih kompozita. Obezbeđuje odgovarajući metod za masovnu proizvodnju Cu/grafenskih kompozitnih provodnika visokih performansi za žice za namotaje motora velike gustine.
Gledajući unapred, istraživački tim sa Šangajskog univerziteta za električnu energiju i Instituta za elektrotehniku Kineske akademije nauka planira da dodatno unapredi vezu između bakra i ugljenika, omogućavajući ugljeničnim nanomaterijalima da u potpunosti iskoriste svoj trenutni prenos i efekte ojačanja na podloge, kako bi se postigle kompozitne žice izuzetno visoke čvrstoće i provodljivosti kako na sobnoj tako i na visokim temperaturama.
„Naš sledeći cilj je da optimizujemo parametre procesa i racionalizujemo dizajn naših eksperimenata dok se bavimo agregacijom i međufaznim vezivanjem grafena u bakru“, objasnio je Zuo.
Ova tehnika rasta na licu mesta pomaže da se realizuje upotreba bakarnih/grafenskih žica u namotajima motora. Kako istraživači nastavljaju da usavršavaju ovu tehnologiju, nadaju se da će razviti kompozite visoke čvrstoće, visoke provodljivosti i visoke temperature koji će omogućiti masovnu proizvodnju motora velike gustine snage.
