تولید سیم و کابل نانو یکی از اقدامات موثر در حوزه توزیع انرژی الکتریکی است. از آنجا که حضور سیم و کابل برق در حوزه تاسیسات الکتریکی بسیار گسترده است، تولید وسیع آن روز به روز افزایش می‌یابد. کابل و سیم‌ها از نظر ولتاژ کاری و متریال بسیار مختلف هستند و برندهای متنوعی در زمینه تولید آن‌ها فعالیت می‌کنند. فناوری نانو یکی از جدیدترین شیوه‌های تولید است که مواد را بر پایه کاهش حساسیت و افزایش مقاومت شکل می‌دهد. کابل‌ها با توجه به نوع و ساختار آن‌ها در شرایط خاص استفاده می‌شود و در صورت عدم انتخاب درست آن، در کل سیستم اختلال ایجاد می‌کند. در این مقاله از فروشگاه سیم و کابل رسانا با مزایا و کاربرد سیم و کابل نانو و به کارگیری آن در تولید سیم ارت، کابل تخت و… آشنا شوید و بدانید چه ویژگی‌ها، مزایا و معایبی دارد.
ساختمان سیم و کابل
ساختمان سیم و کابل اشاره به ساختار فیزیکی و مواد تشکیل دهنده سیم‌ها و کابل‌های برق دارد. این ساختمان می‌تواند بسیار متنوع باشد، اما اجزای اصلی آن شامل هادی، عایق، روکش و گاهی محافظ یا آرمور است. هر یک از این اجزا با توجه به کاربرد مورد نظر کابل و شرایط محیطی که قرار است در آن استفاده شود، انتخاب و طراحی می‌شوند. انتخاب مواد و ساختار مناسب برای کابل‌ها می‌تواند تاثیر بسزایی در عملکرد، ایمنی و طول عمر آن‌ها داشته‌باشد. ساختمان سیم و کابل نانو به فناوری‌های پیشرفته‌ای اشاره دارد که در سطح نانومتر (یک میلیاردم متر) برای بهبود خواص و عملکرد سیم‌ها و کابل‌های الکتریکی طراحی و ساخته می‌شوند. این فناوری‌ها می‌توانند شامل استفاده از مواد نانوساختار، نانوذرات یا نانولوله‌های کربنی باشند تا خواص مختلف مانند رسانایی الکتریکی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت مکانیکی سیم و کابل را بهبود بخشند.
فناوری نانو چیست؟
سیم‌های تولید شده بر پایه فناوری نانو در جامعه مدرن جایگاه ویژه ای دارند. مواد انتخابی برای تولید آن‌ها، با ویژگی‌های منحصر به فرد مانند کاهش مقاومت، جرم و حساسیت به خوردگی همراه است. به همین دلیل، خواص فیزیکی و الکترونیکی خاصی در نانو لوله‌های کربنی ایجاد می‌کند. امروزه استفاده از سیم و کابل‌های نانو برای انتقال نیرو و داده‌ها بهترین انتخاب است و به عنوان جایگزین مناسب سیم‌های مس یا آلومینیوم به حساب می‌آید. برای عایق این ماده از ماده نانو دیگر به نام نیترید بور استفاده می‌شود که با نام اختصاری CNT شناخته می‌شود. از دیگر فواید فناوری نانو می‌توان به افزایش طول عمر و افزایش قدرت عایق روکش و پوشش سیم و کابل اشاره کرد که مورد انتقال بهتر داده‌ها می‌شود و به عنوان یک ایده مقرون به صرفه به حساب می‌آید. با استفاده از این فناوری در ساخت سیم و کابل، رفع مشکلات صنعتی را شاهد هستیم و به دلیل بازده اقتصادی بالا، به عنوان گزینه ایده آل برای سرمایه گذاری شناخته‌می‌شود.
کاربرد نانو در تولید سیم و کابل
تکنولوژی نانو موجب تولید لوله‌های کربنی می‌شود. این لوله‌ها برای مواردی همچون اتصالات سیم کوانتوم، ذخیره اطلاعات، خازن، صفحات نمایشگر تخت، حافظه‌های رایانه‌ای غیر فرار، محلول برای اتصال درونی تراشه‌های سریع، دیودها و ترانزیستورها کاربرد دارد. در ادامه با چند نمونه از دستاوردهای این تکنولوژی در زمینه تولید کابل و سیم آشنا می‌شوید:
نانوتکنولوژی لوله‌های کربنی
لوله‌های کربنی برخلاف کابل افشان که از فلز مس ساخته‌می‌شود، از الیاف نانو لوله کربنی با رسانایی بالا ساخته می‌شود. این متریال به طور چشمگیری از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند. گرمای تولید شده در این مواد بسیار کم است و تنها با اتلاف خط انتقال حدود 5 درصد طراحی می‌شود. همچنین در صنعت برق، کاهش مصرف زغال سنگ و گاز و انتشار کربن را در پی دارد. نانو لوله‌های کربنی با مقاومت مکانیکی ایده آل منجر به هدایت الکتریکی می‌شود و از خواص مکانیکی خوبی بهره مند است.
سبک سازی کواکسیال با پوشش نانو
کابل‌های کواکسیال مشترک همراه با هادی خارجی بر پایه نانو تولید می‌شود و حدود 50 درصد سبک‌تر است. به کمک این پوشش از تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری می‌شود و با تعویض سیم هادی با روکش‌های انعطاف پذیر، کارایی سیستم ارتقا می‌یابد. این تکنولوژی مدرن اجازه می‌دهد سیم تا 10 هزار بار خم شود؛ بدون این که آسیبی وارد شود.
استفاده در شبکه‌های کابلی هوشمند
استفاده از فناوری نانو در شبکه‌های کابلی هوشمند می‌تواند پتانسیل قابل توجهی برای افزایش کارایی، قابلیت اطمینان و هوشمندسازی در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی داشته باشد. این فناوری‌ها امکان ایجاد سیستم‌هایی را فراهم می‌کنند که نه تنها انرژی را با کارایی بالاتر منتقل می‌کنند بلکه می‌توانند اطلاعات مرتبط با وضعیت سیستم، کیفیت انرژی و نیازهای لحظه‌ای را نیز ردیابی و تحلیل کنند.
بهره مندی از روکش صنعتی
نوان روکش، احتمال آلودگی و برقراری تماس را کاهش می‌دهد و در جهت تکثیر نیلوفر آبی موثر است. این روکش، روند تمیز کردن سطح سیم را راحت می‌کند و مانع ایجاد چسبندگی مواد مضر همچون روغن، رنگ، لجن و … می‌شود. قطرات آب و خاک نیز تماس کمتری با سیم و کابل ایجاد می‌کنند. به علاوه قطرات آب به راحتی کنار زده‌خواهند شد.
دسترسی به ابر رساناها
در ابتدای اختراع سیم و کابل، سیم‌های مسی وارد زندگی شدند و انرژی را به محیط خانه انتقال دادند. همچنین ارتباطات و دستگاه‌های الکترونیکی با استفاده از آن راه اندازی شد. فناوری نانو نیز راهکاری برای بهبود سیم‌های مسی است که آن‌ها را به ابر رسانا تبدیل کرد و به کمک آن، قدرت انتقال انرژی تغییر یافت. سیم‌های مسی با استفاده از فناوری ابر رسانا، به توانایی ذخیره و تحویل انرژی بالایی دست یافتند. به این صورت تکنولوژی نانو به عنوان ایده ای خارق العاده برای نوآوری تولید کابل و سیم به حساب آمد.
مزایای استفاده از تکنولوژی نانو در تولید سیم و کابل
این تکنولوژی به دلیل ساخت بر پایه مواد دارای مقیاس اتمی مزایای زیر را به همراه دارد:
کاهش ازدیاد دما
عملکرد بالا
قابل نصب در فضای کوچک‌تر
نصب آسان‌تر
افزایش کارایی
بهبود کیفیت انتقال اطلاعات
رسانایی بالاتر
مقاومت در برابر حرارت
مقاومت مکانیکی بهبود یافته
کاهش وزن
انعطاف‌پذیری بیشتر
افزایش خواص ضد میکروبی
معایب استفاده از تکنولوژی نانو در تولید سیم و کابل
در مورد معایب این فناوری بحث‌های زیادی شده است. یکی از تهدیدهایی که در تئوری‌های معتبر بیان می‌شود، اثرات منفی آن بر محیط زیست است. زیرا به مرور زمان سموم و آلاینده‌های خطرناکی بر اثر این فناوری وارد محیط زیست می‌شود. همچنین معایب دیگری می‌تواند داشته‌باشد که شامل موارد زیر می‌شوند:
هزینه بالا
موانع فنی و تولیدی
فقدان استانداردهای جامع
مقاومت در برابر تغییر
سخن پایانی
سیم و کابل نانو موجب تحولات بی نظیر در صنایع شده است و به کارگیری آن در ساختار این دسته از محصولات پرکاربرد موانع فنی را کنار زد. با رونمایی سیم و کابل نانو در صنعت برق تحول بزرگی شکل گرفت و روزانه شاهد فراگیر شدن این تکنولوژی هستیم.
