Vad är en kvanttråd?

En kvanttråd är en kabel eller en tråd, ofta liknande i funktion som koppartråd, men tillverkad med nanorör av ett specifikt element, vanligtvis kol.Kvanttrådar är vanligtvis ledare, men kan också göras som isolatorer eller halvledare.Dessa ledningar är idealiska för elektriska ledningsfunktioner och för användning på rymdfarkoster eftersom de är mindre och lättare än deras metall motsvarigheter.De är emellertid dyra att producera.

Nanorör är konstgjorda mikroskopiska rör med en diameter på 1 nanometer, som mäter 1 miljard meter.Som jämförelse mäts diametern för ett enda mänskligt hår i mikrometrar, som är 1 000 gånger större än en nanometer.Nanorör används inte bara för att skapa kvanttråd, utan används inom en mängd vetenskapliga områden, inklusive medicinsk forskning.

Upptäckt 1991 görs nanorör när en laser skjuts på ett rent ämne, till exempel kol.Ursprungligen var detta en lång process med många potentiella nanorör kasserade eftersom de inte passade storlekskraven, men risuniversitetsforskare hade perfekterat en process för att göra lämpligt storlek nanorör år 1996.

nanorör måste kopplas eller vridas i kedjor för att bilda kvantumledningar, som har en högre konduktivitet än koppartrådar, den bästa metalliska ledaren av el.I teorin har en kvanttråd en sjättedel av vikten av en koppartråd och kan utföra elektricitet upp till tio gånger mer effektivt.Metalliska kvanttrådar kan tillverkas av nickel (Ni) eller guld (AU).Dessa ledningar är till stor del fortfarande experimentella, men har användningar inom elektronik och optik.

Kanske den mest vetenskapligt spännande typen av kvanttråd är emellertid de som är gjorda av kolananorör.2005 genomförde Rice University omfattande forskning om att göra kvanttråd från kolananorör med hjälp av ett bidrag på 11 miljoner dollar (USD) från USA: s National Aeronautics and Space Administration (NASA).Rice University var planerad att vara klar 2010 och anklagades för att skapa kvanttråd tillräckligt länge för att användas i rymdfarkoster.

Eftersom ledningarna är lättare och effektivare tror NASA och andra forskare att kvanttrådar kan vara avgörande för att låta rymdskepp att resa längre ut i rymden eftersom varje extra pund kostar ett rymdskepp mer bränsle.Forskare har problem med att producera tillräckligt med nanorör för att göra långa trådlängder, men eftersom en mycket specifik nanorörform, kallad armstol, är nödvändig för att vrida dem till ledningar.2005 hade bara två procent av nanorören rätt form för användning.Från och med 2010 hade dock Rice University -forskare gjort betydande framsteg när det gäller att lösa problemet, men mer forskning behövdes fortfarande.