Als repräsentativstes eindimensionales Nanomaterial isteinwandige Kohlenstoffnanoröhren(SWCNTs) haben viele hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften.Durch die kontinuierliche und gründliche Forschung zu den Grundlagen und der Anwendung einwandiger Kohlenstoffnanoröhren haben sie breite Anwendungsaussichten in vielen Bereichen aufgezeigt, darunter nanoelektronische Geräte, Verbundwerkstoffverstärker, Energiespeichermedien, Katalysatoren und Katalysatorträger, Sensoren usw Emitter, leitfähige Filme, Bio-Nano-Materialien usw., von denen einige bereits industrielle Anwendungen erreicht haben.

Mechanische Eigenschaften einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Die Kohlenstoffatome einwandiger Kohlenstoffnanoröhren sind mit sehr starken kovalenten CC-Bindungen verbunden.Aufgrund der Struktur wird vermutet, dass sie eine hohe axiale Festigkeit, Bremsstrahlung und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.Forscher haben die Schwingungsfrequenz des freien Endes von CNTs gemessen und herausgefunden, dass der Elastizitätsmodul von Kohlenstoffnanoröhren 1 Tpa erreichen kann, was fast dem Elastizitätsmodul von Diamant entspricht, der etwa fünfmal so hoch ist wie der von Stahl.SWCNTs haben eine extrem hohe axiale Festigkeit, sie ist etwa 100-mal höher als die von Stahl;Die elastische Dehnung einwandiger Kohlenstoffnanoröhren beträgt 5 bis 12 %, was etwa dem 60-fachen von Stahl entspricht.CNT weist eine ausgezeichnete Zähigkeit und Biegsamkeit auf.

Einwandige Kohlenstoffnanoröhren sind hervorragende Verstärkungen für Verbundwerkstoffe, die Verbundwerkstoffen ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften verleihen können, sodass Verbundwerkstoffe die Festigkeit, Zähigkeit, Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen, die sie ursprünglich nicht besitzen.Im Hinblick auf Nanosonden können Kohlenstoffnanoröhren verwendet werden, um Rastersondenspitzen mit höherer Auflösung und größerer Detektionstiefe herzustellen.

Elektrische Eigenschaften einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Die spiralförmige Röhrenstruktur einwandiger Kohlenstoffnanoröhren bestimmt ihre einzigartigen und hervorragenden elektrischen Eigenschaften.Theoretische Studien haben gezeigt, dass aufgrund des ballistischen Elektronentransports in Kohlenstoffnanoröhren deren Stromtragfähigkeit bis zu 109 A/cm2 beträgt, was 1000-mal höher ist als die von Kupfer mit guter Leitfähigkeit.Der Durchmesser einer einwandigen Kohlenstoffnanoröhre beträgt etwa 2 nm und die Bewegung der Elektronen darin hat Quantenverhalten.Beeinflusst durch die Quantenphysik kann sich die Energielücke des Valenzbands und des Leitungsbands von nahezu Null auf 1 eV ändern, wenn sich der Durchmesser und der Spiralmodus von SWCNT ändern. Seine Leitfähigkeit kann metallisch und halbleitend sein, ebenso wie die Leitfähigkeit von Kohlenstoffnanoröhren durch Änderung des Chiralitätswinkels und -durchmessers angepasst werden.Bisher wurde keine andere Substanz gefunden, die wie einwandige Kohlenstoffnanoröhren die Energielücke auf ähnliche Weise ausgleichen kann, indem sie einfach die Anordnung der Atome ändert.

Kohlenstoffnanoröhren sind wie Graphit und Diamant hervorragende Wärmeleiter.Kohlenstoffnanoröhren verfügen neben ihrer elektrischen Leitfähigkeit auch über eine hervorragende axiale Wärmeleitfähigkeit und sind ideale wärmeleitende Materialien.Theoretische Berechnungen zeigen, dass das Wärmeleitungssystem aus Kohlenstoffnanoröhren (CNT) eine große durchschnittliche freie Phononenlänge aufweist, Phononen reibungslos entlang des Rohrs übertragen werden können und seine axiale Wärmeleitfähigkeit etwa 6600 W/m·K oder mehr beträgt, was ähnlich ist die Wärmeleitfähigkeit von einschichtigem Graphen.Die Forscher haben gemessen, dass die Wärmeleitfähigkeit einwandiger Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT) bei Raumtemperatur nahe bei 3500 W/m·K liegt, was viel höher ist als die von Diamant und Graphit (~2000 W/m·K).Obwohl die Wärmeaustauschleistung von Kohlenstoffnanoröhren in axialer Richtung sehr hoch ist, ist ihre Wärmeaustauschleistung in vertikaler Richtung relativ gering, und Kohlenstoffnanoröhren sind durch ihre eigenen geometrischen Eigenschaften begrenzt, und ihre Expansionsrate ist nahezu Null, also sogar viele Wenn Kohlenstoffnanoröhren zu einem Bündel gebündelt sind, wird keine Wärme von einer Kohlenstoffnanoröhre auf eine andere übertragen.

Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) gilt als hervorragendes Material für die Kontaktoberfläche von Kühlern der nächsten Generation, was sie in Zukunft zu einem Wärmeleitmittel für Computer-CPU-Chip-Kühler machen kann.Der Carbon-Nanotube-CPU-Kühler, dessen Kontaktfläche mit der CPU vollständig aus Carbon-Nanotubes besteht, hat eine fünfmal höhere Wärmeleitfähigkeit als üblicherweise verwendete Kupfermaterialien.Gleichzeitig haben einwandige Kohlenstoffnanoröhren gute Anwendungsaussichten in Verbundwerkstoffen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und können in verschiedenen Hochtemperaturkomponenten wie Motoren und Raketen eingesetzt werden.

Optische Eigenschaften einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Die einzigartige Struktur einwandiger Kohlenstoffnanoröhren hat zu ihren einzigartigen optischen Eigenschaften geführt.Raman-Spektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie und Spektroskopie im ultravioletten, sichtbaren und nahen Infrarot werden häufig zur Untersuchung seiner optischen Eigenschaften eingesetzt.Die Raman-Spektroskopie ist das am häufigsten verwendete Nachweisverfahren für einwandige Kohlenstoffnanoröhren.Der charakteristische Schwingungsmodus einwandiger Kohlenstoffnanoröhren im Ringatmungsschwingungsmodus (RBM) tritt bei etwa 200 nm auf.Mit RBM lässt sich die Mikrostruktur von Kohlenstoffnanoröhren bestimmen und feststellen, ob die Probe einwandige Kohlenstoffnanoröhren enthält.

Magnetische Eigenschaften einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Kohlenstoffnanoröhren verfügen über einzigartige magnetische Eigenschaften, die anisotrop und diamagnetisch sind, und können als weiche ferromagnetische Materialien verwendet werden.Einige einwandige Kohlenstoffnanoröhren mit spezifischen Strukturen verfügen auch über Supraleitung und können als supraleitende Drähte verwendet werden.

Gasspeicherleistung einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Die eindimensionale röhrenförmige Struktur und das große Verhältnis von Länge zu Durchmesser einwandiger Kohlenstoffnanoröhren sorgen dafür, dass der Hohlraum der Hohlröhre eine starke Kapillarwirkung hat, sodass er über einzigartige Adsorptions-, Gasspeicher- und Infiltrationseigenschaften verfügt.Nach vorliegenden Forschungsberichten sind einwandige Kohlenstoffnanoröhren die Adsorptionsmaterialien mit der größten Wasserstoffspeicherkapazität, die andere herkömmliche Wasserstoffspeichermaterialien bei weitem übertreffen, und werden dazu beitragen, die Entwicklung von Wasserstoffbrennstoffzellen voranzutreiben.

Die katalytische Aktivität einwandiger Kohlenstoffnanoröhren

Einwandige Kohlenstoffnanoröhren verfügen über eine hervorragende elektronische Leitfähigkeit, eine hohe chemische Stabilität und eine große spezifische Oberfläche (SSA).Sie können als Katalysatoren oder Katalysatorträger eingesetzt werden und weisen eine höhere katalytische Aktivität auf.Unabhängig davon, ob es sich um die traditionelle heterogene Katalyse oder die Elektrokatalyse und Photokatalyse handelt, haben einwandige Kohlenstoffnanoröhren großes Anwendungspotenzial gezeigt.

Guangzhou Hongwu liefert einwandige Kohlenstoffnanoröhren von hoher und stabiler Qualität mit unterschiedlichen Längen, Reinheiten (91-99 %) und funktionalisierten Typen.Auch die Streuung kann individuell angepasst werden.