本研究旨在广泛减少电动汽车普及过程中的障碍，包括降低使用成本、提高调速电机和电子设备的性能和使用寿命。该材料可用于任何铜零件，包括更高效的总线和小连接器，以及无线和有线充电系统。为了生产更轻、更好的导电材料，ORNL研究人员在平坦的铜基板上沉积了排列整齐的碳纳米管，形成了一种电流处理能力和机械性能优于铜本身的金属基复合材料。

将碳纳米管（CCT）整合到铜基质中，以提高导电性和机械性能并不是一个新想法。碳纳米管因其重量轻、强度高、导电性强而成为导电材料的绝佳选择。然而，在过去，研究人员对碳纳米管复合材料的研究仅限于尺寸，只能在微米或毫米之间产生复合材料，其可扩展性有限，或增加了材料的长度性能。

利用真空涂层技术在碳纳米管铜带的顶部添加了一层铜膜。然后涂层样品在真空炉中退火，形成致密均匀的铜层，产生高导电性的铜碳纳米管网络，使铜扩散到碳纳米管基质中。用这种方法，ORNL研究人员生成了一种长10厘米、宽4厘米、特殊性能的铜碳纳米管复合材料。他们利用美国能源部科技办公室科学中心的用户设施，分析了材料的微观结构特性。研究人员发现，与纯铜相比，复合材料的电流容量提高了14%，机械性能提高了20%，如ACS纳米材料的应用。碳纳米管的所有优良特性都将嵌入铜基体中，我们的目标是提高机械强度、重量和电流容量。最终目标是获得更好的导体和更少的功率损耗，以提高设备的效率和性能。例如，性能的改进意味着我们可以减少体积，提高先进电机减速器系统的功率密度。

这项工作是基于ORNL丰富的超导研究经验，开发了各种优秀的低电阻导电材料。实验室的超导技术已经授权许多工业公司实现高容量电力传输，并将功率损耗降到最低。Aytug表示，虽然新的复合材料突破对调速电机有直接影响，但它可以提高系统在效率、质量和尺寸方面的电气化。他说，通过商业可行技术提高性能特性意味着为设计适合各种电气系统和工业应用的先进导体提供了新的可能性。ORNL团队仍在探索使用双壁碳纳米管和其他沉积技术，如超声喷涂涂层和辊系统，以生产1米长的复合材料。ORNL电力驱动技术项目经理Burakozpineci指出，电机减速器主要由绕组组合。为了实现2025年美国能源部汽车技术办公室电动汽车的目标，我们需要提高电力驱动的功率密度，将调速电机的体积缩小到目前的八分之一，这意味着使用性能更好的材料。