Che cosa è un filo Quantum?

Un filo quantico è un cavo o di un filo, spesso simili in funzione per filo di rame, ma fatta con nanotubi di uno specifico elemento, di solito di carbonio. Fili quantici sono di solito i conduttori, ma possono anche essere fatti come isolanti o semiconduttori. Questi fili sono ideali per le funzioni di cablaggio elettrico e per l'uso su veicoli spaziali, perché sono più piccoli e più leggeri rispetto ai loro omologhi di metallo. Sono, tuttavia, costosi da produrre.

I nanotubi sono tubi microscopici artificiali con un diametro di 1 nanometro, che misura 1 miliardesimo di metro. In confronto, il diametro di un capello umano è misurato in micrometri, che sono 1.000 volte più grande di un nanometro. Nanotubi non solo sono usati per creare filo quantico, ma sono usati in una varietà di campi scientifici, compresa la ricerca medica.

Scoperto nel 1991, i nanotubi sono fatti quando un laser viene sparato a una sostanza pura, come il carbonio. In origine era un processo lungo con molti potenziali nanotubi scartate perché non si adattano ai requisiti di dimensione, ma i ricercatori della Rice University hanno messo a punto un processo per la fabbricazione di nanotubi di dimensioni appropriate entro il 1996.

Nanotubi deve essere legato o attorcigliato in catene per formare fili quantici, che hanno una conduttività maggiore di fili di rame, il miglior conduttore metallico di elettricità. In teoria, un filo quantistica ha un sesto del peso di un filo di rame e può condurre elettricità fino a dieci volte più efficiente. Fili quantici metallici possono essere realizzati in nickel (Ni) o oro (Au). Questi fili sono in gran parte ancora in fase sperimentale, ma hanno usi in elettronica e ottica.

Forse il tipo più scientificamente eccitante di filo quantico, tuttavia, sono quelli a base di nanotubi di carbonio. Nel 2005, Rice University stava conducendo approfondite ricerche nel rendere filo quantico da nanotubi di carbonio, utilizzando un finanziamento di $ 11 milioni dollari (USD) da National Aeronautics and Space Administration degli Stati Uniti '(NASA). Previsto per essere completata nel 2010, Rice University è stato affidato il compito di creare filo quantico abbastanza a lungo per essere utilizzato in veicoli spaziali.

Dal momento che i fili sono più leggeri e più efficienti, la NASA e altri scienziati, credere che i fili quantici potrebbe essere determinante nel permettere navicelle spaziali per viaggiare più lontano nello spazio dal momento che ogni chilo in più costa un veicolo spaziale più carburante. Gli scienziati hanno problemi di produzione abbastanza nanotubi per fare lunghezze di filo, tuttavia, poiché una forma nanotubo molto specifica, denominata "poltrona", è necessario ruotarli in fili. Nel 2005, solo due per cento di nanotubi aveva la forma corretta per l'uso. A partire dal 2010, tuttavia, i ricercatori della Rice University hanno compiuto notevoli progressi nel risolvere il problema, ma più ricerca è stata ancora necessari.

  • Fili quantici metallici sono disponibili in nickel o oro.