无论是电动汽车、无人机还是航天器，未来交通运输面临的一个共同技术挑战是轻量化。减轻车辆重量不仅可以降低能耗，还能提高电池效率并延长续航里程。这被认为是一项与可持续性直接相关的关键技术，因为它可以提高整个系统的性能，从而有助于减少碳排放。

电机是大多数电动汽车的重要组成部分，而线圈在电机的总重量中占很大一部分。迄今为止，铜等金属因其高导电性而被用作线圈的主要材料，但人们一直指出，它们存在各种局限性，例如难以确保资源、价格波动以及高密度导致的重量问题。

图片来源：KIST

据外媒报道，韩国科学技术研究院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）复合材料研究所的Dae-Yoon Kim博士及其团队成功构建了一款电机线圈，该线圈仅使用碳纳米管（CNT）制成，无需任何金属，并实现了实际运行。

该团队将碳纳米管制成的线圈应用于电机进行实验，发现电机的每分钟转速（RPM）可以根据输入电压稳定控制。这表明，电机的基本工作原理——将电能转化为机械旋转力——无需金属即可实现。该研究相关论文发表在期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》上。

碳纳米管（CNT）是一种一维管状纳米材料，碳原子排列成六边形蜂窝结构，比普通金属轻得多，同时具有优异的导电性、机械强度和导热性。

这些特性长期以来一直备受关注，被认为是下一代材料，但碳纳米管在实际工业应用中仍面临诸多障碍。

技术障碍之一是制造过程中使用的催化剂金属的残留。这些金属颗粒会残留在碳纳米管表面，降低其与电机性能直接相关的电性能，从而难以将其应用于高性能组件。

该团队开发了一种新的碳纳米管纯化工艺，该工艺利用液晶的取向原理。液晶是“物质的第四态”，被称为介于液体和固体之间的中间态。该工艺能够自然地解决碳纳米管取向过程中的强聚集问题，从而有效去除残留在表面的金属颗粒。