Като най-представителния едноизмерен наноматериал,едностенни въглеродни нанотръби（SWCNT） имат много отлични физични и химични свойства.С непрекъснатите задълбочени изследвания върху основите и приложението на едностенни въглеродни нанотръби, те показаха широки перспективи за приложение в много области, включително нано електронни устройства, подобрители на композитни материали, носители за съхранение на енергия, катализатори и носители на катализатори, сензори, поле излъчватели, проводими филми, био-нано материали и др., някои от които вече са постигнали промишлени приложения.

Механични свойства на едностенни въглеродни нанотръби

Въглеродните атоми на едностенни въглеродни нанотръби са комбинирани с много силни CC ковалентни връзки.От структурата се предполага, че те имат висока аксиална якост, спирачно лъчение и еластичен модул.Изследователите измерват честотата на вибрациите на свободния край на CNTs и откриват, че модулът на Young на въглеродните нанотръби може да достигне 1Tpa, което е почти равно на модула на Young на диаманта, който е около 5 пъти по-голям от този на стоманата.SWCNTs имат изключително висока аксиална якост, тя е около 100 пъти по-голяма от стоманата;еластичното напрежение на едностенните въглеродни нанотръби е 5%, до 12%, което е около 60 пъти повече от това на стоманата.CNT има отлична здравина и огъване.

Едностенните въглеродни нанотръби са отлични подсилвания за композитни материали, които могат да придадат отличните си механични свойства на композитните материали, така че композитните материали да показват силата, здравината, еластичността и устойчивостта на умора, които първоначално не притежават.По отношение на наносондите, въглеродните нанотръби могат да се използват за направата на накрайници на сканиращи сонди с по-висока разделителна способност и по-голяма дълбочина на откриване.

Електрически свойства на едностенни въглеродни нанотръби

Спиралната тръбна структура на едностенни въглеродни нанотръби определя неговите уникални и отлични електрически свойства.Теоретичните изследвания показват, че поради балистичния транспорт на електрони във въглеродните нанотръби, токопреносимостта им достига 109A/cm2, което е 1000 пъти по-високо от това на медта с добра проводимост.Диаметърът на едностенна въглеродна нанотръба е около 2 nm и движението на електроните в нея има квантово поведение.Засегнати от квантовата физика, когато диаметърът и спиралният режим на SWCNT се променят, енергийната празнина на валентната лента и лентата на проводимост може да се промени от почти нула до 1 eV, нейната проводимост може да бъде метална и полупроводникова, така че проводимостта на въглеродните нанотръби може да се регулира чрез промяна на ъгъла на хиралност и диаметъра.Досега не е установено друго вещество, което да е подобно на едностенните въглеродни нанотръби, които да регулират по подобен начин енергийната празнина, като просто променят подреждането на атомите.

Въглеродните нанотръби, като графит и диамант, са отлични топлопроводници.Подобно на тяхната електрическа проводимост, въглеродните нанотръби също имат отлична аксиална топлопроводимост и са идеални топлопроводими материали.Теоретичните изчисления показват, че топлопроводимата система от въглеродни нанотръби (CNT) има голям среден свободен път на фонони, фононите могат да се предават плавно по тръбата и нейната аксиална топлопроводимост е около 6600 W/m•K или повече, което е подобно на топлопроводимостта на еднослоен графен.Изследователите измерват, че топлопроводимостта при стайна температура на едностенни въглеродни нанотръби (SWCNT) е близо до 3500 W/m•K, което е много по-високо от това на диаманта и графита (~2000 W/m•K).Въпреки че ефективността на топлообмен на въглеродните нанотръби в аксиална посока е много висока, тяхната производителност на топлообмен във вертикална посока е относително ниска и въглеродните нанотръби са ограничени от собствените си геометрични свойства и скоростта им на разширение е почти нулева, така че дори много въглеродни нанотръби, свързани в сноп, топлината няма да се прехвърля от една въглеродна нанотръба към друга.

Отличната топлопроводимост на едностенните въглеродни нанотръби (SWCNTs) се счита за отличен материал за контактната повърхност на радиатори от следващо поколение, което може да ги направи средство за топлопроводимост за радиатори на компютърни процесори в бъдеще.Радиаторът на процесора от въглеродни нанотръби, чиято контактна повърхност с процесора е изцяло направена от въглеродни нанотръби, има топлопроводимост 5 пъти по-висока от често използваните медни материали.В същото време едностенните въглеродни нанотръби имат добри перспективи за приложение в композитни материали с висока топлопроводимост и могат да се използват в различни високотемпературни компоненти като двигатели и ракети.

Оптични свойства на едностенни въглеродни нанотръби

Уникалната структура на едностенните въглеродни нанотръби е създала техните уникални оптични свойства.Раманова спектроскопия, флуоресцентна спектроскопия и ултравиолетова-видима-близка инфрачервена спектроскопия са широко използвани в изследването на неговите оптични свойства.Рамановата спектроскопия е най-често използваният инструмент за откриване на едностенни въглеродни нанотръби.Характерният режим на вибрация на едностенни въглеродни нанотръби с дишащ пръстен (RBM) се появява при около 200 nm.RBM може да се използва за определяне на микроструктурата на въглеродни нанотръби и определяне дали пробата съдържа едностенни въглеродни нанотръби.

Магнитни свойства на едностенни въглеродни нанотръби

Въглеродните нанотръби имат уникални магнитни свойства, които са анизотропни и диамагнитни и могат да се използват като меки феромагнитни материали.Някои едностенни въглеродни нанотръби със специфични структури също имат свръхпроводимост и могат да се използват като свръхпроводящи проводници.

Ефективност на съхранение на газ на едностенни въглеродни нанотръби

Едномерната тръбна структура и голямото съотношение на дължина към диаметър на едностенните въглеродни нанотръби правят кухината на кухата тръба да има силен капилярен ефект, така че да има уникални характеристики на адсорбция, съхранение на газ и инфилтрация.Според съществуващите изследователски доклади, едностенните въглеродни нанотръби са адсорбционните материали с най-голям капацитет за съхранение на водород, далеч надхвърлящ други традиционни материали за съхранение на водород, и ще помогнат за насърчаване на развитието на водородни горивни клетки.

Каталитична активност на едностенни въглеродни нанотръби

Едностенните въглеродни нанотръби имат отлична електронна проводимост, висока химическа стабилност и голяма специфична повърхност (SSA).Те могат да се използват като катализатори или носители на катализатори и имат по-висока каталитична активност.Без значение в традиционната хетерогенна катализа или в електрокатализата и фотокатализата, едностенните въглеродни нанотръби показват голям потенциал за приложение.

Guangzhou Hongwu доставя високо и стабилно качество едностенни въглеродни нанотръби с различна дължина, чистота (91-99%), функционализирани типове.Също така дисперсията може да бъде персонализирана.