I nanotubi di carbonio prenderanno il posto del rame nelle reti elettriche. È questo il futuro ipotizzato i ricercatori dell'Università di Cambridge. I fili sviluppati dagli studiosi sono 10 volte più leggeri e 30 volte più forti del rame, resistono alla corrosione e possono trasportare molta più corrente. Inoltre la perdita di efficienza all'aumentare della temperatura è decisamente più piccola rispetto ai fili di rame tradizionali.
Se adottati nella vita di tutti i giorni i nanotubi potrebbero permettere a un'automobile di consumare meno carburante (per via del minor peso), ma non solo. Pensate a un satellite da 15 tonnellate o più: un terzo del suo peso è costituito dai collegamenti in rame. I fili di rame inoltre si ossidano e corrodono, sono sensibili alle vibrazioni e possono dare vita a guasti in condizioni di surriscaldamento.
Insomma, anche se ci accompagneranno per molto tempo, il rame inizia a sentire il peso dell'età. Un rapporto del 2010 redatto da ExxonMobil afferma che entro il 2040 ci sarà un aumento dell'80 percento della domanda di energia elettrica, e per questo è sempre più importante trovare soluzioni alternative al rame.
Dai furti di rame a quelli di nanotubi al carbonio?
I nanotubi di carbonio (CNT) sono tra le fibre più rigide e forti conosciute sinora, ma la difficoltà nel controllarne con precisione le proprietà finora ne hanno limitato l'applicazione. La svolta però sembra arrivata grazie al lavoro svolto presso la facoltà britannica, che hanno raggiunto un livello di controllo senza precedenti, arrivando a gestire il diametro dei CNT e indirettamente la chiralità (Wikipedia).
Il tutto è avvenuto affinando il processo di "filatura" necessario alla produzione dei nanotubi, attraverso il quale si sono ottenuti CNT metallici a singolo wall con un alto livello di purezza. Per giungere a questo punto i ricercatori hanno fatto sviluppare i nanotubi iniettando materiali precursori (come il metano) e il catalizzatore nella fase gassosa all'interno del reattore. L'aggiunta di sulfuro o specie selettive di carbonio ha permesso di ottenere nanotubi con un'integrità meccanica sufficiente da essere tirati fuori dal reattore in fili continui a una velocità di circa 20 metri al minuto.
E se quindi il problema della realizzazione sembra pressoché risolto, l'integrazione in dispositivi, abitazioni o aerei è più complessa. I fili metallici possono essere collegati tra loro mediante saldatura, ma il carbonio non può essere collegato al metallo in questo modo. Il team perciò ha sviluppato una lega grazie alla quale si possono saldare fili di carbonio, sia tra loro che a fili metallici, e questo permette d'integrare i fili di carbonio in sistemi a base metallica.
Il problema vero (attualmente) rimane la conducibilità, perché i fili di CNT conducono meno del rame. Ogni singolo nanotubo è lungo 1 mm e ogni giunzione influenza negativamente la conducibilità. I ricercatori ci stanno lavorando e per giungere a questo obiettivo hanno più opzioni, tra cui quella di realizzare nanotubi più lunghi, oppure usare metodi chimici per permettere collegamenti migliori tra i singoli nanotubi. Inoltre sono al vaglio nuovi metodi per la trasmissione di energia. A ogni modo l'obiettivo entro l'anno è uno step intermedio: un filo ibrido carbonio-rame nel quale il carbonio è disperso nel rame, rendendolo più leggero e forte, e riducendo ulteriormente le perdite trasmissive.