Коаксиальный нанокабель — новая и перспективная технология аккумулирования энергии

Исследователи из университета Райс создали самый маленький в истории коаксиальный кабель, диаметр которого не превышает 100 нанометров. При таких маленьких габаритах этот нанокабель обладает в несколько раз большей электрической емкостью, чем все типы микроконденсаторов, созданные кем-нибудь ранее. Этот нанокабель, изготовленных с помощью технологий, которые вошли в применение вместе с началом исследований в области графенена, может быть использован для создания малогабаритных систем аккумулирования энергии следующего поколения, тех систем, в которых так сильно нуждаются современные гибридные и электрические автомобили.

Помимо использования в области аккумулирования энергии, коаксиальный нанокабель может так же использоваться и для того, для чего используются обычные коаксиальные кабеля — для передачи высокочастотных электрических сигналов, но на наноуровне, к примеру, в пределах кристалла чипа.

Чисто внешне крошечный коаксиальный нанокабель весьма подобен тем кабелям, которые приводят сигналы кабельного телевидения в миллионы домов и офисов. Сердцевина кабеля — проводник из твердой меди, который покрыт тонким изолирующим слоем из оксида меди. Окружает эту многослойную структуру третий слой, так же токопроводящий. В телевизионных кабелях обычно это сетка из сплетенных медных проводков, но в нанокабеле — это тонкий слой углерода, толщиной всего в несколько атомов.

Тем, кто знаком с электротехникой сразу становится ясно, что эта трехслойная структура проводник-диэлектрик-проводник является ничем иным, как электрическим конденсатором, электронным устройством, способным накапливать и хранить электрический заряд. Исследования показали, что электрическая емкость коаксиального нанокабеля по крайней мере в 10 раз выше, чем это может быть объяснено с помощью обычных физических законов, емкость нанокабеля составляет порядка 143 микрофарад на квадратный сантиметр площади. «Увеличение емкости происходит наиболее вероятно из-за влияния квантовых эффектов, которые начинают проявляться вследствие маленьких размеров нанокабеля» — объясняют ученые.

Используя множество таких коаксиальных нанокабелей, расположенных и упорядоченных соответствующим образом в больших количествах на каком-нибудь основании можно создать устройства аккумулирования энергии большой емкости и не имеющее отрицательных свойств, присущих химическим аккумуляторным батареям. «Наноразмерный коаксиальный кабель так же может быть использовании в качестве линии передачи на наноуровне радиочастотных сигналов и электрических сигналов, изолированных от влияния окружающей среды. А это может сделать такой кабель фундаментальным стандартным блоком, использование которого значительно улучшает характеристики наноэлектромеханическх устройств и электронных приборов типа лаборатории-на-чипе».