آینده صنعت سیم و کابل [بخش اول]

صنایع تولید خودرو، فضاپیما و تجهیزات نظامی سال‌ها است که به صنعت سیم و کابل وابسته‌اند. اما با پیچیده شدن تجهیزات و افزایش اهمیت کم وزن بودن آن‌ها، مهندسان به‌دنبال پیدا کردن جایگزینی بهتر هستند. فناوری‌های جدید، مثل نانو لوله‌های کربنی یا CNT، کابل فیبر نوری و مدار چاپی، شاید بتوانند پشتیبان خودروها، کامیون‌ها، لوکوموتیو‌ها، هواپیماها و دیگر وسایل حمل و نقل آینده باشند.

علی‌رغم افزایش قیمت‌ها، سیم مسی احتمالا تا سال‌ها بعد مورد استفاده قرار خواهد گرفت. سیم مسی بی‌خطر است، عملکرد خوبی دارد و محصولی است که مهندسان به استفاده از آن عادت دارند. به‌علاوه، تولیدکنندگان پول زیادی روی ابزاری مثل سیم لخت کن، کاتر، سیم‌چین و دستگاه جوش سرمایه‌گذاری کرده‌اند. اما توانایی‌های سیم مسی محدودیت‌هایی دارد. برای مثال در بعضی خودروها برای کاهش وزن و بیشتر کردن فضا، از سیم‌های 26 AWG که نازک‌تر هستند استفاده می‌شود. هم‌چنین در بعضی دستگاه‌های پیشرفته‌ی پزشکی از سیم‌های 40 AWG استفاده می‌شود که قطر آن‌ها فقط 0.08 میلی‌متر است. در حالی که می‌توان سیم و کابل را نازک‌تر کرد، کار کردن با آن‌ها مشکل می‌شود و احتمال اشتباه بالا می‌رود. کم کردن وزن سیم و کابل هم برای یک سری از تولیدکنندگان به چالش تبدیل شده است، مخصوصا در صنعت تولید هواپیما. برای مثال، در بویینگ 747 بیش از 217 کیلومتر و دو تن سیم و کابل استفاده شده است. کاهش وزن سیم و کابل برای تولید هواپیماهای کم مصرف ضروری است.

فناوری نانو

صنعت هوا فضا در پیدا کردن جایگزین برای سیم و کابل قدیمی پیشرو است. یکی از فناوری‌هایی که پتانسیل خوبی در این زمینه دارد، فناوری نانو است. نانو لوله‌های کربنی هم‌اکنون در بعضی پروژه‌های نظامی مثل تولید هواپیماهای بدون سرنشین و ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نسبت مقاومت به وزن نانو لوله‌های کربنی با هیچ ماده‌ی دیگری قابل مقایسه نیست. مهندسان راهی پیدا کرده‌اند که نانو لوله‌های کربنی را به سیم‌هایی تبدیل کنند که مقاومت بالا، رسانایی بهینه، توانایی جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی و وزن کمی داشته باشند. نانو لوله‌های کربنی نسبت به سیم‌های مسی برتری‌‌های زیادی دارند که موارد زیر شامل آن‌ها می‌شوند:

• کم وزن بودن: با استفاده از نانو لوله‌های کربنی به‌جای سیم‌های مسی در صنعت هوافضا، مهندسان می‌توانند هواپیماهایی تولید کنند که وزن‌شان از هواپیماهای کنونی 50٪ کمتر باشد. هر سانتی‌متر مربع از نانو لوله‌های کربنی 0.4 گرم وزن دارد که این میزان برای سیم‌های مسی 9 گرم است. به‌علاوه در فرکانس بالا، رسانایی نانو لوله‌های کربنی از سیم‌های مسی بیشتر است.
• انعطاف‌پذیری: آزمایشات نشان می‌دهد انعطاف رساناهای CNT از رساناهای مسی تا حد زیادی بیشتر است.
• ثبات دما: سیم و کابل CNT ثبات دمای بسیار بیشتری نسبت به مس دارد، مخصوصا در دماهای بالا. هم‌چنین سیم و کابل CNT  مثل سیم و کابل مسی فرسوده نمی‌شود.