在美国DOE主导的2025技术路线图中，为提高电机效能，点到了各种创新技术，其中提到了橡树岭公司正在开发的“超级铜线”技术。这种技术的基本原理是，在铜材料上附着一种碳纳米管材料，这种材料类似于石墨烯。它的导电率是10倍于铜，电流容量 100倍于铜， 热传导效率10倍于铜，强度是铜的300倍，重量仅 铜的1/4~1/6 。
橡树岭公司通过沉积技术，将 CNT材料附着在铜薄膜上。通过热处理--最后形成通过铜-CNT的复合材料。
这种超级铜线的材料会给电机设计带来革命性的突破。电阻的大幅度下降会带来铜耗的直接降低， 无论是低速大转矩工况，还是高速弱磁工况都会受益，效率全面提升。电流容量和导热能力的提升会提高电密和热负荷的选择上限， 带来定子的体积的减小 转矩和功率密度上升。强度的提高，会给自动绕线带来极大工艺方便（自动绕线的拉力较大，会导致铜线被拉细长，实际电阻增大）。
超级铜线不仅电机有利，也可以应用到变频器中，提高变频效率，也可以应用到电网输配电上，带来电损的降低。
碳纳米管
碳纳米管简称CNTs，下图就是这种材料的庐山真面目。每个节点代表一个碳原子，有两种CNT分子结构，一种是单壁CNT材料，这种结构性能最好，还有双壁和多壁结构，这类结构制造相对容易，但性能略差。
虽然CNT材料性能极好，但其分子结构长度很短，而且分子之间结合力很差，不能单独构成工程材料，必须附加在铜基材料之上。下图就是一种方法制成的复合材料，在电子纤维镜下，发现少量的CNT附着在铜上，可见这种材料的复合度是较低的。
导电能力的工程极限
复合之后材料的性能是介于铜和CNT材料之间的，按直觉可知CNT材料复合的多，复合材料的性能就会越佳，但这种复合率和材料性能都是有极限的。吴军在谷歌方法论中阐述过：工程师需要理解技术的极限的道理，越往极限走，就越困难，理解到这种极限，我们就会在边界里有度的做事情。那么这种超级铜线性能的极限是多少呢？在2004年首次提出“超级铜线”概念的发明者---Hjortstam教授通过理论计算出，材料复合率和电阻率的关系，发现随着CNT材料复合比例的增加（下图横坐标），电阻率曾下降趋势，但这种趋势会趋于平缓和饱和，另一方面工艺难度也会随着复合率的提高而几何级数的增加。因此 Hjortstam 划出了一条工程界线，这条界线就是50%纯铜电阻率线。这条界限对应的复合率大约是30~40%，我们就在这个界限内评估材料的工程意义。
50%的电阻率，意味着电阻下降一半。以标准IE4高效感应电机为例，铜耗约占了所有损耗的30~50%，一半的电阻也就意味损耗减少15~25%，大概能提高电机一个能效等级，达到IE5。如果是永磁同步电机，铜耗所占的比例更大，能提高2个能效等级。
Hjortstam教授的研究还指出了另外一个问题，那就是单向平行排列的CNT材料比随机排列的CNT材料的导电能力更佳，朝一个方面排列有点像磁畴的单方向磁化，使材料呈现各向异性。
超级铜线的核心技术
显然这种技术的关键是如何尽可能利用CNT材料，提高复合材料的性能。实现这个过程的关键在于复合材料的成型工艺，通过前期的探索，科学家们发现，核心的问题是三个：
如何收集高品质碳奈米管材料
成捆的纳米管如何 单向平行排列
提高强CNT之间，CNT和铜之间结合力
为了解决这三个问题，目前前已开发出了许多制造成型方法，但是能达到了130%标准铜电导率的方法都无法批量制造，只能在实验室里生产少量样品。下面介绍几种常用的工艺方法：
1电解沉积法：
是一种通过电化学沉积技术，将悬浮液中的CNT材料 吸附在阴极的Cu金属基板上。目前该技术可以达到141%标准铜电导率的水平。
在该领域初步实现产品化的是Central Florida大学，他们通过电化学技术生产超级铜板，下图为他们的大规模生产过程。
Nano Ridge 材料公司更关注该产品的商业价值：他们基于电解技术开发出的CNT复合材料产品叫TeraCoppe ，该产品的单位面积的最大电密达的56A/mm^2 是纯铜的1.44倍。
这种方法的优点是，CNT材料的复合率较高，可以达到较高的性能。 缺点也很明显，但这种电解生成的材料排列不规则，不完全是平行排布。而且电解效率虽然会随着电流的增加和提高，但很快会达到饱和，生产效率低，耗电大，为扩大规模需要很大的场地。
2铸造法
铸造方法的原理很简单，如下图所示 将CNT原材料置入压缩实，和铜液在高压环境充分混合后， 混合液在活塞的驱动下，经过“门”进入冷却室冷却成型。
工艺核心的问题是，如何实现从纳米管整齐的单向平行排列，必须在成型之前，设计一个“向导过程”将CNT材料给捋顺了。
捋顺的过程是在压缩室中完成的，CNT材料经历了从大颗粒到小颗粒，从无序到 有序的改变，从分布不均匀到均匀分布，最后CNT材料指向单一指向.这个过程需要高速高压的铜液流起至关重要的作用，一旦静止下来，CNT材料将重归无序，且CNT材料会浮在铜液表层(不均匀)，因此前者的密度仅是后者的六分之一。
那么问题来了： 成型前必须要静止下来冷却，但这样会导致CNT材料紊乱。 解决这 问题的办法是一种快速冷却成型技术。工程师设计了一种类似发射舱的结构，仓门的外边是高温高压的混合溶液，门的里面是细条状的成型管道。门一旦打开，溶液被高压注射进成型管道。管道很细、很冷，被注射满后的几秒之后，CNT材料还未来得及无序化，溶液就被冷却，被挤出型腔，成为成为复合铜线。
为了提高性能。后来又加入氯化镁作为添加剂，因为镁机可以和铜相容，又可以有效黏着CNT，因此它可以作为CNT和铜之间的粘结剂，提高他们的结合度。以此提升复合材料的性能。
铸造成型的方法适合大规模使用，但其CNT材料复合率较低，导电能力提升也有限，目前能达到的水平仅有标准铜电导率的113%。
CNT编织带技术
英国剑桥大学开发了一种复合技术，先将CNT材料做成纱状编织带，上面的CNT材料靠范德华力相互链接，呈完全取向的排列状。然后通过蒸镀或电沉浸的方式将CNT编织带附着在铜材上，形成一个单层复合材料，这也是美国Amper实验室采用的技术。通过减小单层厚度，叠加成多层可以搭配出不同性能的产品。 DOE选择这种技术路线，是看中了这种技术的模块拓展性和环保特性（不需要电解液和大量电力）， 可适合大规模批量生产。
这种技术目前达到的水平是通过叠加六层，获得116%标准铜的电导率，但后续的发展空间很大。
其他成型技术
表面镀层技术
将CNT材料喷镀在铜材上，喷镀的过程需要配合热热处理，这是美国NanoRidge 材料公司的一种产品制成技术。该技术适合批量生产，能够达到超过标准铜40%的电流容量，106%的电导率，但具体成型过程，仍然处于保密状态。他们宣传产品特别适合做开关功率器件的联结，同普通的铜条相比，能够减少30%的发热。
声波成型法
将铜线置入一个管状容器中，里面包含了CNT悬浮液，通过声波引起管子共振，从而慢慢推动CNT材料向管中心汇集，靠近并最终附着在铜线材料上。这种成型方法能够获得高质量的复合材料，但是成型过程的可靠性较差，生产效率也很低，不适合大规模生产。
CNT/Cu材料的成型后处理
有些方法制成的CNT/Cu材料成片状或棒状，无法直接当铜线使用，因此需要相应的后续加工。通常采用热挤压技术，如下图所示第一步将复合材料卷绕成16mm的柱状，通过高温加压将其挤压到2mm的圆柱。高温高于让层与层之间渗透增加，结合可靠。然后沿CNT材料排列方向将材料冷拉成细条装。