باعتبارها أكثر المواد النانوية أحادية البعد تمثيلا ،أحادي الجدران النانوية الكربونية（SWCNTS） لديها العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الممتازة. من خلال الأبحاث المتعمقة المستمرة حول الأنابيب النانوية الكربونية ذات الجدران الواحدة ، أظهروا آفاقًا واسعة التطبيق في العديد من المجالات ، بما في ذلك الأجهزة الإلكترونية النانوية ، والمعززات المركبة للمواد ، ووسائط تخزين الطاقة ، وبعض المحفزات وناقلات المحفزات ، وأجهزة الاستشعار الميدانية ، والأفلام الموصلة ، والمواد البيولوجية ، وما إلى ذلك ، والتي لها بعضها بالفعل.

الخواص الميكانيكية لأنابيب الكربون النانوية أحادية الجدران

يتم الجمع بين ذرات الكربون من الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدران مع روابط تساهمية قوية للغاية CC. يتوقع من الهيكل أن لديهم قوة محورية عالية ، معامل Bremsstrahlung والمرونة. قام الباحثون بقياس تردد الاهتزاز في النهاية الحرة لـ CNTs ووجدوا أن معامل الشاب من الأنابيب النانوية الكربونية يمكن أن تصل إلى 1TPA ، وهو ما يساوي تقريبًا معامل الماس الشاب ، والذي يبلغ حوالي 5 أضعاف من الصلب. SWCNTs لها قوة محورية عالية للغاية ، إنها حوالي 100 مرة من الصلب ؛ تبلغ السلالة المرنة من أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران 5 ٪ ، تصل إلى 12 ٪ ، وهو حوالي 60 ضعفًا من الصلب. CNT لديه صلابة ممتازة والانحناء.

تعد أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران تعزيزات ممتازة للمواد المركبة ، والتي يمكن أن تنقل خصائصها الميكانيكية الممتازة للمواد المركبة ، بحيث تُظهر المواد المركبة القوة والصلابة والمرونة ومقاومة التعب التي لا تملكها في الأصل. من حيث النانوية ، يمكن استخدام أنابيب الكربون النانوية لإجراء نصائح للتحقيق المسح بدقة أعلى وعمق الكشف.

الخواص الكهربائية لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران

يحدد التركيب الأنبوبي الحلزوني لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران خصائصه الكهربائية الفريدة والممتازة. أظهرت الدراسات النظرية أنه بسبب النقل الباليستية للإلكترونات في الأنابيب النانوية الكربونية ، فإن القدرة على الحمل الحالية لها تصل إلى 109 أ/سم 2 ، والتي تزيد 1000 مرة من تلك النحاسية ذات الموصلية الجيدة. يبلغ قطر الأنابيب النانوية الكربونية ذات الجدران أحادية الجدران حوالي 2 نانومتر ، وحركة الإلكترونات الموجودة في سلوكها. تتأثر بالفيزياء الكمومية ، حيث أن القطر والوضع الحلزوني لتغيير SWCNT ، يمكن تغيير فجوة الطاقة في نطاق التكافؤ ونطاق التوصيل من ما يقرب من الصفر إلى 1EV ، يمكن أن تكون الموصلية المعدنية والموصلات ، بحيث يمكن تعديل موصلية الأنابيب النانوية الكربونية عن طريق تغيير زاوية البخار والقطار. حتى الآن ، لم يتم العثور على مادة أخرى مثل أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران يمكن أن تعدل بالمثل فجوة الطاقة عن طريق تغيير ترتيب الذرات.

الأنابيب النانوية الكربونية ، مثل الجرافيت والماس ، هي موصلات حرارية ممتازة. مثل الموصلية الكهربائية ، فإن أنابيب الكربون النانوية لها أيضًا توصيل حراري محوري ممتازة وهي مواد موصلة حرارية مثالية. تُظهر الحسابات النظرية أن نظام التوصيل الحراري للأنابيب النانوية الكربونية له مسار حرة متوسط ​​كبير من الفونونات ، ويمكن أن تنتقل الفونونات بسلاسة على طول الأنبوب ، وأن الموصلية الحرارية المحورية تبلغ حوالي 6600 واط/م • ك. قام الباحثون بقياس أن الموصلية الحرارية لدرجة حرارة الغرفة لأنابيب الكربون النانوية أحادية الجدران （SWCNT） تقترب من 3500W/M • K ، وهو أكبر بكثير من الماس والجرافيت (~ 2000W/M • K). على الرغم من أن أداء التبادل الحراري للأنابيب النانوية الكربونية في الاتجاه المحوري مرتفع للغاية ، إلا أن أداء تبادل الحرارة في الاتجاه العمودي منخفض نسبيًا ، ويقتصر أنابيب الكربون النانوية من خلال خصائصها الهندسية الخاصة بها ، ولن يتم نقل معدل التوسع الخاص بها تقريبًا ، لذلك حتى أن العديد من الأنابيب النانوية الكربونية المليئة بالحرارة ، لن يتم نقل الحرارة من واحدة من نانوتوب من الكربون إلى آخر.

تعتبر الموصلية الحرارية الممتازة لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران (SWCNTs) مادة ممتازة لسطح التلامس لمشعات الجيل التالي ، والتي يمكن أن تجعلها عامل توصيل حراري لمحامير رقائق وحدة المعالجة المركزية في المستقبل. يتميز برعيد وحدة المعالجة المركزية النانوية الكربونية ، الذي يتكون سطح التلامس مع وحدة المعالجة المركزية بالكامل من أنابيب الكربون النانوية ، وتوصيلية حرارية 5 مرات من المواد النحاسية شائعة الاستخدام. في الوقت نفسه ، فإن أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران لها آفاق جيدة للتطبيق في مواد مركبة للموصلية الحرارية العالية ويمكن استخدامها في مكونات مختلفة من درجات الحرارة العالية مثل المحركات والصواريخ.

الخواص البصرية لأنابيب الكربون النانوية أحادية الجدران

إن الهيكل الفريد لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران قد أنشأت خصائصها البصرية الفريدة. تم استخدام التحليل الطيفي رامان ، التحليل الطيفي للفلور ، التحليلات بالأشعة تحت الحمراء المرئية فوق البنفسجية على نطاق واسع في دراسة خصائصها البصرية. التحليل الطيفي لشركة Raman هو أداة الكشف الأكثر استخدامًا للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدران. يظهر وضع الاهتزاز المميز لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران ذات الجدران أحادية الجدران (RBM) في حوالي 200nm. يمكن استخدام RBM لتحديد البنية المجهرية للأنابيب النانوية الكربونية وتحديد ما إذا كانت العينة تحتوي على أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدران.

الخواص المغناطيسية لأنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران

الأنابيب النانوية الكربونية لها خصائص مغناطيسية فريدة من نوعها ، وهي متباينة الخواص ومغناطيسية ، ويمكن استخدامها كمواد مغناطيسية ناعمة. بعض أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران ذات هياكل محددة لها موصلية فائقة ويمكن استخدامها كأسلاك توصيل فائقة.

أداء تخزين الغاز من الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدران

إن التركيب الأنبوبي أحادي البعد ونسبة طول إلى قطر كبير من أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران تجعل تجويف الأنبوب المجوف لها تأثير شعري قوي ، بحيث يكون لها امتصاص فريد من نوعها وتخزين الغاز وخصائص التسلل. وفقًا للتقارير البحثية الحالية ، فإن أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران هي مواد الامتزاز مع أكبر سعة تخزين للهيدروجين ، مما يتجاوز بكثير مواد تخزين الهيدروجين التقليدية الأخرى ، وسوف تساعد على تعزيز تطور خلايا وقود الهيدروجين.

النشاط الحفاز للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدران

تتمتع الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدران بتوصيل إلكتروني ممتاز ، واستقرار كيميائي عالي ومساحة سطح محددة كبيرة (SSA). يمكن استخدامها كمحفزات أو حاملات محفز ، ولها نشاط حفاز أعلى. بغض النظر عن الحفز التقليدي غير المتجانس ، أو في التحفيز الكهربائي والتحفيز الضوئي ، أظهرت أنابيب الكربون النانوية ذات الجدران أحادية الجدران إمكانات رائعة للتطبيق.

توفر Guangzhou Hongwu أنابيب الكربون ذات الجودة العالية ذات الجودة العالية ذات الجودة ذات الطول مختلف ، والطهارة (91-99 ٪) ، والأنواع الوظيفية. كما يمكن تخصيص التشتت.