I den här studien visar de att fastfasbehandling för extruderade komposittrådar ger en enhetlig, nästan icke-porös mikrostruktur prickad med små grafenflingor och kluster, vilket kan vara ansvarigt för att sänka kompositresistivitetens orsak.
"Vi visar att både flingor och kluster måste existera tillsammans för att bli bättre ledare i högtemperaturoperationer," sa Kapagantura.
Forskargruppen säger att den nya koppar-grafen-komposittråden kommer att ge stor designflexibilitet när den används i alla industriella tillämpningar. "Var som helst där det finns elektricitet har vi ett användningsfall," sa Capagantura.
Till exempel används lindad koppartråd i kärnorna i elmotorer och generatorer. Dagens motorer är designade för att fungera inom ett begränsat temperaturområde eftersom deras konduktivitet sjunker dramatiskt när de blir för varma. Med nya koppar-grafenkompositer är det möjligt för elmotorer att köra vid högre temperaturer utan att förlora ledningsförmåga.
Likaså är ledningarna som transporterar kraft från transmissionsledningar till bostäder och företag ofta gjorda av koppar. I takt med att stadsbefolkningen ökar, ökar också efterfrågan på el. Mer ledande komposittrådar kan hjälpa till att möta detta behov och förbättra effektiviteten.
"Denna teknik är den perfekta lösningen för kopparkabel i stadsmiljöer med hög täthet," sa Kapagantura.
Forskargruppen fortsätter att arbeta med att skräddarsy koppar-grafenmaterialet och mäta andra grundläggande egenskaper som styrka, utmattning, korrosion och slitstyrka - som alla är avgörande för att göra sådana material lämpliga för industriella applikationer. I dessa experiment gör forskargruppen ledningar som är ungefär en cent (1,5 millimeter) tjocka.
