Ως το πιο αντιπροσωπευτικό μονοδιάστατο νανοϋλικό,νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα(SWCNTs) έχουν πολλές εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Με τη συνεχή διεξοδική έρευνα σχετικά με τη βασική και την εφαρμογή των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα, έχουν δείξει ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των νανοηλεκτρονικών συσκευών, των ενισχυτών σύνθετων υλικών, των μέσων αποθήκευσης ενέργειας, των καταλυτών και των φορέων καταλυτών, των αισθητήρων, των αγώνων πεδίου, των αγώγιμων ταινιών Bio-Nano κ.λπ.

Μηχανικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Τα άτομα άνθρακα των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα συνδυάζονται με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς CC. Εμφανίζεται από τη δομή ότι έχουν υψηλή αξονική αντοχή, Bremsstrahlung και ελαστικό μέτρο. Οι ερευνητές μέτρησαν τη συχνότητα κραδασμών του ελεύθερου άκρου των CNTs και διαπίστωσαν ότι το μέτρο νανοσωλήνων του άνθρακα του Young μπορεί να φτάσει στο 1TPA, το οποίο είναι σχεδόν ίσο με το συντελεστή διαμαντιών του Young, το οποίο είναι περίπου 5 φορές αυτό του χάλυβα. Τα SWCNTs έχουν εξαιρετικά υψηλή αξονική αντοχή, είναι περίπου 100 φορές εκείνη του χάλυβα. Το ελαστικό στέλεχος των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα είναι 5%, έως και 12%, το οποίο είναι περίπου 60 φορές εκείνος του χάλυβα. Το CNT έχει εξαιρετική σκληρότητα και ευελιξία.

Οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα είναι εξαιρετικές ενισχύσεις για σύνθετα υλικά, τα οποία μπορούν να μεταδώσουν τις εξαιρετικές μηχανικές τους ιδιότητες σε σύνθετα υλικά, έτσι ώστε τα σύνθετα υλικά να δείχνουν τη δύναμη, την ανθεκτικότητα, την ελαστικότητα και την αντίσταση στην κόπωση που δεν κατέχουν αρχικά. Από την άποψη των νανοσωματιδίων, οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να γίνουν συμβουλές ανιχνευτή σάρωσης με υψηλότερη ανάλυση και μεγαλύτερο βάθος ανίχνευσης.

Ηλεκτρικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Η σπειροειδής σωληνωτή δομή των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα καθορίζει τις μοναδικές και εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες. Οι θεωρητικές μελέτες έχουν δείξει ότι λόγω της βαλλιστικής μεταφοράς ηλεκτρονίων σε νανοσωλήνες άνθρακα, η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος τους είναι τόσο υψηλή όσο 109Α/cm2, η οποία είναι 1000 φορές υψηλότερη από αυτή του χαλκού με καλή αγωγιμότητα. Η διάμετρος ενός νανοσωλήνα άνθρακα με ένα τοίχωμα είναι περίπου 2nm και η κίνηση των ηλεκτρονίων σε αυτό έχει κβαντική συμπεριφορά. Επηρεασμένη από την κβαντική φυσική, όπως η διάμετρος και η σπειροειδής κατάσταση της αλλαγής SWCNT, το ενεργειακό χάσμα της ζώνης σθένους και η ζώνη αγωγιμότητας μπορεί να αλλάξει από σχεδόν μηδέν σε 1EV, η αγωγιμότητά της μπορεί να είναι μεταλλική και ημιαγωγική, έτσι ώστε η αγωγιμότητα των νανοσωλήνων άνθρακα να μπορεί να ρυθμιστεί με τη μεταβολή της γωνίας και της διάμετρο. Μέχρι στιγμής, καμία άλλη ουσία δεν έχει βρεθεί ότι είναι σαν νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα μπορεί να ρυθμίσει ομοίως το χάσμα ενέργειας απλά αλλάζοντας τη διάταξη των ατόμων.

Οι νανοσωλήνες άνθρακα, όπως ο γραφίτης και το διαμάντι, είναι εξαιρετικοί θερμικοί αγωγοί. Όπως και η ηλεκτρική τους αγωγιμότητα, οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν επίσης εξαιρετική αξονική θερμική αγωγιμότητα και είναι ιδανικά θερμικά αγώγιμα υλικά. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι το σύστημα αγωγιμότητας θερμότητας του νανοσωλήνα άνθρακα (CNT) έχει μια μεγάλη μέση ελεύθερη διαδρομή των φωνονίων, τα φωνόνια μπορούν να μεταδοθούν ομαλά κατά μήκος του σωλήνα και η αξονική θερμική αγωγιμότητα είναι περίπου 6600W/m • K ή περισσότερο, που είναι παρόμοια με τη θερμική αγωγιμότητα του γραφικών στρώματος. Οι ερευνητές μέτρησαν ότι η θερμοκρασία της θερμοκρασίας δωματίου του νανοσωλήνα άνθρακα με ένα τοίχωμα (SWCNT) είναι κοντά στο 3500W/m • K, το οποίο είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του διαμαντιού και του γραφίτη (~ 2000w/m • k). Παρόλο που η απόδοση των νανοσωλήνων άνθρακα στην αξονική κατεύθυνση είναι πολύ υψηλή, η απόδοση της ανταλλαγής θερμότητας στην κατακόρυφη κατεύθυνση είναι σχετικά χαμηλή και οι νανοσωλήνες άνθρακα περιορίζονται από τις δικές τους γεωμετρικές ιδιότητες και ο ρυθμός επέκτασής τους είναι σχεδόν μηδενικός, οπότε ακόμη και πολλοί νανοσωλήνες άνθρακα που συνδέονται με μια δέσμη, η θερμότητα δεν θα μεταφερθεί από ένα νανοσωλήνες άνθρακα σε άλλη.

Η εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα (SWCNTs) θεωρείται ως ένα εξαιρετικό υλικό για την επιφάνεια επαφής των θερμαντικών θερμαντικών επόμενων γενεών, γεγονός που μπορεί να τους καταστήσει ένα παράγοντα θερμικής αγωγιμότητας για τα καλοριφέρ τσιπ υπολογιστών στο μέλλον. Το καλοριφέρ CPU νανοσωλήνας άνθρακα, του οποίου η επιφάνεια επαφής με την CPU είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από νανοσωλήνες άνθρακα, έχει θερμική αγωγιμότητα 5 φορές εκείνη των συνήθως χρησιμοποιούμενων χάλκινων υλικών. Ταυτόχρονα, οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν καλές προοπτικές εφαρμογής σε σύνθετα υλικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορα συστατικά υψηλής θερμοκρασίας όπως κινητήρες και πυραύλους.

Οπτικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Η μοναδική δομή των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα έχει δημιουργήσει τις μοναδικές οπτικές ιδιότητες. Η φασματοσκοπία Raman, η φασματοσκοπία φθορισμού και η φασματοσκοπία υπερύθρων υπεριώδους-ορατού έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη μελέτη των οπτικών του ιδιοτήτων. Η φασματοσκοπία Raman είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο εργαλείο ανίχνευσης για νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα. Ο χαρακτηριστικός τρόπος δόνησης των δακτυλιοειδών δακτυλιοειδών δακτυλιοειδών δακτυλιοειδών δακτυλιοειδών δακτυλίων (RBM) εμφανίζεται σε περίπου 200nm. Το RBM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της μικροδομής των νανοσωλήνων άνθρακα και να προσδιορίσει εάν το δείγμα περιέχει νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα.

Μαγνητικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν μοναδικές μαγνητικές ιδιότητες, οι οποίες είναι ανισότροπες και διαμαγνητικές, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μαλακά σιδηρομαγνητικά υλικά. Ορισμένα νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα με συγκεκριμένες δομές έχουν επίσης υπεραγωγιμότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υπεραγωγικά καλώδια.

Απόδοση αποθήκευσης φυσικού αερίου των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Η μονοδιάστατη σωληνωτή δομή και η μεγάλη αναλογία μήκους προς διάμετρο των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα καθιστούν την κοιλότητα του κοίλου σωλήνα να έχουν ισχυρό τριχοειδές αποτέλεσμα, έτσι ώστε να έχει μοναδική προσρόφηση, αποθήκευση αερίου και χαρακτηριστικά διείσδυσης. Σύμφωνα με τις υπάρχουσες ερευνητικές εκθέσεις, οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα είναι τα υλικά προσρόφησης με τη μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης υδρογόνου, που υπερβαίνουν τα άλλα παραδοσιακά υλικά αποθήκευσης υδρογόνου και θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη της ανάπτυξης κυττάρων καυσίμου υδρογόνου.

Η καταλυτική δραστικότητα των νανοσωλήνων άνθρακα με ένα τοίχωμα

Οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν εξαιρετική ηλεκτρονική αγωγιμότητα, υψηλή χημική σταθερότητα και μεγάλη ειδική επιφάνεια (SSA). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες ή φορείς καταλύτη και έχουν υψηλότερη καταλυτική δραστηριότητα. Ανεξάρτητα από την παραδοσιακή ετερογενής κατάλυση, ή στην ηλεκτροκατανάλωση και τη φωτοκατάλυση, οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν δείξει μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής.

Guangzhou Hongwu Υψηλή και σταθερή ποιότητα νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα με διαφορετικό μήκος, καθαρότητα (91-99%), λειτουργικούς τύπους. Επίσης, η διασπορά μπορεί να προσαρμοστεί.