navbar.frm 20180310
ATTENTIE. . VAKANTIE ONDERHOUD . . Bijeenkomst op 20 september 2018 . . Elke zondag 145.475 MHz . . 10:30 RTTY bulletin . . 11:00 uur Woerdense Ronde .
W

Nanobuisjes verslaan metaal

Samenvatting

De steeds kleiner wordende elektronische schakelingen plaatsen de fabrikanten van in geïntegreerde circuits voor vervelende problemen: De grotere stroomdichtheden induceren veranderingen in de materialen die metalen geleiders beschadigen en warmte produceren, met als gevolg kortere levensduur.

Hoewel men vroeger dacht dat het warmteprobleem wel opgelost zou kunnen worden, bewees de praktijk het tegendeel.

Onderzoekers aan de universiteit van Buffalo (VS) ontdekten echter dat deze effekten niet optreden bij een speciaal soort dunne koolstof nanobuisjes, de zogenaamde Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNT's). Ze ontdekten en toonden wiskundig aan dat het elektrische opwarmingseffect niet voldoet aan de wet van Joule - waarmee de opgewekte warmte gelijk is aan de stroom in het kwadraat maal de weerstand maal de tijd.

Een nanobuisje is in essentie een klein rolletje koolstoffilm. De eigenscahppen hangen af van de wijze waarop het is opgerold.
SWCNT's zijn extreem dunne, holle cilinders, niet dikker dan een enkel atoom. Ze zijn duizenden malen sterker en deze geleiden electrische stroom beter dan metalen. Verwacht wordt dat ze in de toekomst metaal zullen vervangen in miljoenen elektronische applicaties. Er wordt slechts een procent van de hitte ontwikkeld, die in de traditionele metalen zoals koper vrijkomt. De onderzoekers Basaran en zijn student Tarek Ragab hebben de afgelopen vier jaar berekeningen uitgevoerd die bewijzen dat een hogere stroomdichtheid in koolstof nanobuisjes niet leidt verkorting van de levensduur.

Naast SWCNT's bestaan nog andere vormen van koolstof nanobuisjes. Die geleiden electriciteit veel slechter, of hebben halfgeleider eigenschappen. Een gunstige verzameling eigenschappen voor toepassing in electronische circuits. Tijdens de productie van koolstof nanobuisjes ontstaat echter een mengeling van vormen.
De opgave is nu om de juiste versie uit het mengsel te scheiden. Op de Universiteit van Cornell is een hiervoor een eenvoudige chemische methode bedacht, waarmee de weg naar commerciele productie ten behove van electronische componenten vrij gemaakt kan worden.

Pieter J. T. Bruinsma, PA0PHB