外电7月4日消息，美国西北太平洋国家实验室(PNNL)的研究人员正在努力提高铝的导电性，使其比铜更有经济竞争力。

在科学家看来，这项工作打开了一扇实验大门--如果完全实现，可能会导致超导电的铝替代铜，这将在输电线路以外的市场发挥作用，彻底改变车辆、电子设备和电网。

“如果能让铝的导电性提高--甚至达到铜的80%或90% ，”铝将可以取代铜，这将产生巨大的不同，因为铝更轻，更便宜，供应更充足，”PNNL材料科学家和研究的合著者Keerti Kappagantula在媒体声明中说。“这是我们正在努力解决的大问题。”

铝可能是铜的下一个竞争对手

Kappagantula指出，这项研究是由于他和他的团队意识到铜的需求正在迅速超过其现有的可用性，特别是在电动汽车革命开始的时候。

鉴于铝的价格和重量只有铜的三分之一，但导电性只有60%左右，他们决定做些什么来增加金属的导电性。

Kappagantula说：“导电性是关键，因为重量更轻、具有同等导电性的电线可以用来设计更轻的电机和其他电子元件，这样汽车就可以行驶更长的距离。”“从汽车电子设备到能源生产，再到通过电网将能源传输到家中给汽车电池充电--任何依靠电力运行的东西--都可以变得更高效。”

改变金属结构

根据这位科学家的说法，多年来，人们一直认为金属的导电性是无与伦比的。然而，现在人们知道，通过改变它们的结构和引入正确的添加物，有可能影响金属的性能。

为了弄清楚铝的导电性可以提高多少，Kappangantula和博士后学者Aditya Nittala与俄亥俄大学的David Drabold和Kashi Subedi合作，确定温度和结构缺陷对铝导电性的影响，并开发了改变原子的方法来提高其导电性。

这种类型的分子模拟以前从未在金属上做过，所以研究人员从半导体中寻找灵感，因为之前的研究已经成功地模拟了这些硅基材料和一些金属氧化物的导电性。

然后，研究团队将这些概念应用到铝的研究中，并模拟了如果铝结构中的单个原子被移除或重新排列，金属的导电性会发生什么变化。这些微小的变化叠加起来，使总导电性显著提高。

现在，改变金属导电性的理论方法已经明确，研究人员计划在实验室里看看他们能增加铝的导电性多少，以使理论与实验结果相匹配。他们也在探索通过同样的模拟来提高其他金属的导电性的可能性。