Com el nanomaterial unidimensional més representatiu,nanotubs de carboni de paret individual（SWCNTs） Disposa de moltes propietats físiques i químiques excel·lents. Amb la investigació contínua en profunditat sobre el bàsic i l’aplicació de nanotubs de carboni d’una sola paret, han mostrat perspectives d’aplicació àmplies en molts camps, incloent-hi dispositius electrònics nano, potenciadors de materials compostos, suports d’emmagatzematge d’energia, catalitzadors i operadors catalitzadors, sensors, emissors de camp, films conductors, materials bio-nano, etc., que ja han aconseguit aplicacions industrials.

Propietats mecàniques dels nanotubs de carboni de paret única

Els àtoms de carboni dels nanotubs de carboni de paret simple es combinen amb enllaços covalents CC molt forts. S’especula a partir de l’estructura que tenen una gran resistència axial, Bremsstrahlung i mòdul elàstic. Els investigadors van mesurar la freqüència de vibració de l’extrem lliure de CNTs i van trobar que el mòdul de nanotubs de carboni pot arribar a 1TPA, que és gairebé igual al mòdul de diamant, que és aproximadament 5 vegades el d’acer. Els SWCNT tenen una resistència axial extremadament alta, és aproximadament 100 vegades la de l’acer; La soca elàstica de nanotubs de carboni de paret única és del 5%, fins al 12%, la qual cosa és aproximadament 60 vegades la de l’acer. CNT té una excel·lent duresa i doblabilitat.

Els nanotubs de carboni de paret simples són excel·lents reforços per a materials compostos, que poden impartir les seves excel·lents propietats mecàniques a materials compostos, de manera que els materials compostos mostren la força, la duresa, l’elasticitat i la resistència a la fatiga que originalment no posseeixen. En termes de nanoprobes, es poden utilitzar nanotubs de carboni per fer consells de sonda d’escaneig amb una resolució més alta i una major profunditat de detecció.

Propietats elèctriques de nanotubs de carboni de paret única

L’estructura tubular en espiral dels nanotubs de carboni d’una sola paret determina les seves propietats elèctriques úniques i excel·lents. Estudis teòrics han demostrat que a causa del transport balístic d’electrons en nanotubs de carboni, la capacitat de transport actual és tan alta com 109a/cm2, que és 1000 vegades superior a la del coure amb una bona conductivitat. El diàmetre d’un nanotub de carboni d’una sola paret és d’uns 2nm i el moviment d’electrons que té té un comportament quàntic. Afectat per la física quàntica, a mesura que el diàmetre i el mode espiral de SWCNT canvien, la bretxa energètica de la banda de valència i la banda de conducció es pot canviar de gairebé zero a 1EV, la seva conductivitat pot ser metàl·lica i semiconductors, de manera que la conductivitat dels nanotubs de carboni es pot ajustar canviant l’angle i el diàmetre de la quiralitat. Fins al moment, no s'ha trobat cap altra substància com que els nanotubs de carboni d'una paret única puguin ajustar de manera similar la bretxa d'energia simplement canviant la disposició d'àtoms.

Els nanotubs de carboni, com el grafit i el diamant, són excel·lents conductors tèrmics. Igual que la seva conductivitat elèctrica, els nanotubs de carboni també tenen una excel·lent conductivitat tèrmica axial i són materials conductors tèrmics ideals. Els càlculs teòrics mostren que el nanotub de carboni （CNT） El sistema de conducció de calor té una gran ruta lliure mitjana de fonons, els fonons es poden transmetre suaument al llarg de la canonada i la seva conductivitat tèrmica axial és d’uns 6600W/m • K o més, que és similar a la conductivitat tèrmica del grafè d’una sola capa. Els investigadors van mesurar que la conductivitat tèrmica de la temperatura ambient del nanotub de carboni d'una sola paret （SWCNT） és propera a 3500W/m • K, molt més gran que la del diamant i el grafit (~ 2000W/m • K). Tot i que el rendiment d’intercanvi de calor dels nanotubs de carboni en la direcció axial és molt elevat, el seu rendiment d’intercanvi de calor en la direcció vertical és relativament baix, i els nanotubs de carboni estan limitats per les seves propietats geomètriques pròpies i la seva taxa d’expansió és gairebé zero, de manera que fins i tot molts nanotubs de carboni s’inclouen en un paquet, la calor no es transferirà d’una nanotúbida de carboni a una altra.

L’excel·lent conductivitat tèrmica dels nanotubs de carboni d’una sola paret (SWCNTs) es considera un material excel·lent per a la superfície de contacte dels radiadors de nova generació, cosa que pot convertir-los en un agent de conductivitat tèrmica per als radiadors de xips de CPU informàtics en el futur. El radiador de CPU de nanotub de carboni, la superfície de contacte amb la CPU està totalment feta de nanotubs de carboni, té una conductivitat tèrmica 5 vegades la dels materials de coure habitualment. Al mateix temps, els nanotubs de carboni de paret única tenen bones perspectives d’aplicació en materials compostos d’alta conductivitat tèrmica i es poden utilitzar en diversos components d’alta temperatura com motors i coets.

Propietats òptiques de nanotubs de carboni de paret única

L’estructura única dels nanotubs de carboni d’una sola paret ha creat les seves propietats òptiques úniques. L’espectroscòpia Raman, l’espectroscòpia de fluorescència i l’espectroscòpia d’infrarojos ultraviolats-visibles s’han utilitzat àmpliament en l’estudi de les seves propietats òptiques. L’espectroscòpia Raman és l’eina de detecció més utilitzada per a nanotubs de carboni d’una sola paret. El mode de vibració característic de nanotubs de carboni de paret única el mode de vibració de respiració (RBM) apareix a uns 200nm. RBM es pot utilitzar per determinar la microestructura de nanotubs de carboni i determinar si la mostra conté nanotubs de carboni de paret única.

Propietats magnètiques dels nanotubs de carboni de paret única

Els nanotubs de carboni tenen propietats magnètiques úniques, que són anisotròpiques i diamagnètiques, i es poden utilitzar com a materials ferromagnètics suaus. Alguns nanotubs de carboni de paret única amb estructures específiques també tenen superconductivitat i es poden utilitzar com a cables superconductors.

Rendiment d’emmagatzematge de gasos de nanotubs de carboni d’una paret única

L’estructura tubular unidimensional i la gran proporció de longitud a diàmetre de nanotubs de carboni d’una sola paret fan que la cavitat del tub buit tingui un fort efecte capil·lar, de manera que té característiques úniques d’adsorció, emmagatzematge de gas i infiltració. Segons els informes de recerca existents, els nanotubs de carboni de paret única són els materials d’adsorció amb la major capacitat d’emmagatzematge d’hidrogen, superant amb escreix altres materials tradicionals d’emmagatzematge d’hidrogen i ajudaran a promoure el desenvolupament de piles de combustible d’hidrogen.

L’activitat catalítica dels nanotubs de carboni d’una sola paret

Els nanotubs de carboni de paret única tenen una excel·lent conductivitat electrònica, alta estabilitat química i una gran superfície específica (SSA). Es poden utilitzar com a catalitzadors o portadors de catalitzadors i tenen una activitat catalítica més elevada. Independentment de la catàlisi heterogènia tradicional, o en l’electrocatalisi i la fotocatalisi, els nanotubs de carboni d’una paret única han mostrat grans potencials d’aplicació.

Guangzhou Hongwu subministra nanotubs de carboni únic i de qualitat estable amb diferents tipus de puresa (91-99%), tipus funcionalitzats. També es pot personalitzar la dispersió.