Kiel la plej reprezenta unudimensia nanomaterialo,unumuraj karbonaj nanotuboj（SWCNTs） havas multajn bonegajn fizikajn kaj kemiajn trajtojn. Kun la kontinua profunda esplorado pri la baza kaj aplikado de unumuraj karbonaj nanotuboj, ili montris larĝajn aplikajn perspektivojn en multaj kampoj, inkluzive de nano-elektronikaj aparatoj, komponaĵaj materialaj plifortigantoj, energio-stokado, kataliziloj kaj katalizilaj portantoj, sensiloj, kampo. elsendiloj, konduktilaj filmoj, bio-nanomaterialoj, ktp, kelkaj el kiuj jam atingis industriajn aplikojn.

Mekanikaj trajtoj de unu-muraj karbonnanotuboj

La karbonatomoj de unumuritaj karbonnanotuboj estas kombinitaj kun tre fortaj CC-kovalentaj ligoj. Estas konjektite de la strukturo ke ili havas altan aksan forton, bremsstrahlung kaj elastan modulon. Esploristoj mezuris la vibrafrekvencon de la libera fino de CNT-oj kaj trovis, ke la modulo de Young de karbonaj nanotuboj povas atingi 1Tpa, kiu estas preskaŭ egala al la modulo de Young de diamanto, kiu estas proksimume 5 fojojn tiu de ŝtalo. SWCNT-oj havas ekstreme altan aksan forton, ĝi estas proksimume 100 fojojn tiu de ŝtalo; la elasta streĉiĝo de unumuraj karbonaj nanotuboj estas 5%, ĝis 12%, kio estas ĉirkaŭ 60 fojojn tiu de ŝtalo. CNT havas bonegan fortecon kaj flekseblecon.

Unu-muraj karbonaj nanotuboj estas bonegaj plifortikigoj por kunmetitaj materialoj, kiuj povas transdoni siajn bonegajn mekanikajn ecojn al kunmetitaj materialoj, tiel ke kunmetitaj materialoj montras la forton, fortikecon, elastecon kaj lacecreziston, kiujn ili origine ne posedas. Koncerne nanosondilojn, karbonaj nanotuboj povas esti uzitaj por fari skanajn enketpintojn kun pli alta rezolucio kaj pli granda profundo de detekto.

Elektraj propraĵoj de unumuraj karbonaj nanotuboj

La spirala tubforma strukturo de unu-muraj karbonaj nanotuboj determinas ĝiajn unikajn kaj bonegajn elektrajn ecojn. Teoriaj studoj montris, ke pro la balistika transportado de elektronoj en karbonaj nanotuboj, la kurentporta kapablo de ili estas same alta kiel 109A/cm2, kiu estas 1000 fojojn pli alta ol tiu de kupro kun bona kondukteco. La diametro de unumura karbona nanotubo estas proksimume 2nm, kaj la movado de elektronoj en ĝi havas kvantuman konduton. Trafita de kvantuma fiziko, ĉar la diametro kaj spirala reĝimo de SWCNT ŝanĝiĝas, la energiinterspaco de la valenta bendo kaj la kondukta bendo povas esti ŝanĝita de preskaŭ nul al 1eV, ĝia kondukteco povas esti metala kaj duonkondukta, do la kondukteco de karbonnanotuboj povas. estu alĝustigita ŝanĝante la kiralecan angulon kaj diametron. Ĝis nun, neniu alia substanco estis trovita kiel unu-muraj karbonaj nanotuboj povas simile alĝustigi la energian breĉon simple ŝanĝante la aranĝon de atomoj.

Karbonnanotuboj, kiel grafito kaj diamanto, estas bonegaj termikaj konduktiloj. Kiel ilia elektra kondukteco, karbonaj nanotuboj ankaŭ havas bonegan aksan termikan konduktivecon kaj estas idealaj termokonduktaj materialoj. Teoriaj kalkuloj montras, ke la karbona nanotubo (CNT) varmokondukta sistemo havas grandan mezan liberan vojon de fononoj, fononoj povas esti glate elsenditaj laŭ la tubo, kaj ĝia aksa termika kondukteco estas ĉirkaŭ 6600W/m•K aŭ pli, kio similas al. la varmokondukteco de unutavola grafeno. La esploristoj mezuris, ke la varmokondukteco de la ĉambra temperaturo de unumura karbona nanotubo (SWCNT) estas proksima al 3500W/m•K, kio estas multe pli granda ol tiu de diamanto kaj grafito (~2000W/m•K). Kvankam la varmo-interŝanĝa rendimento de karbonaj nanotuboj en la aksa direkto estas tre alta, ilia varmo-interŝanĝa agado en la vertikala direkto estas relative malalta, kaj karbonaj nanotuboj estas limigitaj per siaj propraj geometriaj propraĵoj, kaj ilia ekspansia indico estas preskaŭ nula, do eĉ multaj karbonaj nanotuboj faskitaj en pakaĵon, varmo ne estos transdonita de unu karbonanotubo al alia.

La bonega varmokondukteco de unu-muraj karbonaj nanotuboj (SWCNToj) estas konsiderata kiel bonega materialo por la kontaktsurfaco de venontgeneraciaj radiatoroj, kiuj povas igi ilin varmokondukteco agento por komputilaj CPU-pecetradiatoroj en la estonteco. La karbona nanotuba CPU-radiatoro, kies kontaktsurfaco kun la CPU estas tute farita el karbonaj nanotuboj, havas termikan konduktivecon 5 fojojn tiu de kutime uzataj kupraj materialoj. Samtempe, unu-muraj karbonaj nanotuboj havas bonajn aplikajn perspektivojn en kompozitaj materialoj de alta termika konduktiveco kaj povas esti uzataj en diversaj alt-temperaturaj komponantoj kiel motoroj kaj raketoj.

Optikaj trajtoj de unu-muraj karbonnanotuboj

La unika strukturo de unumuraj karbonaj nanotuboj kreis siajn unikajn optikajn ecojn. Raman-spektroskopio, fluoreskeca spektroskopio kaj ultraviola-videbla-proksima infraruĝa spektroskopio estis vaste uzitaj en la studo de ĝiaj optikaj trajtoj. Raman-spektroskopio estas la plej ofte uzata detekta ilo por unumuraj karbonnanotuboj. La karakteriza vibra reĝimo de unumuraj karbonaj nanotuboj ringa spira vibra reĝimo (RBM) aperas ĉe ĉirkaŭ 200nm. RBM povas esti uzita por determini la mikrostrukturon de karbonnanotuboj kaj determini ĉu la provaĵo enhavas unu-muritajn karbonnanotubojn.

Magnetaj propraĵoj de unumuraj karbonaj nanotuboj

Karbonnanotuboj havas unikajn magnetajn ecojn, kiuj estas anizotropaj kaj diamagnetaj, kaj povas esti uzataj kiel molaj feromagnetaj materialoj. Kelkaj unu-muraj karbonnanotuboj kun specifaj strukturoj ankaŭ havas superkonduktivecon kaj povas esti utiligitaj kiel superkonduktaj dratoj.

Gasa stokado-agado de unumuraj karbonaj nanotuboj

La unudimensia tubforma strukturo kaj granda longo-al-diametra rilatumo de unu-muraj karbonaj nanotuboj igas la kavan tuban kavon havi fortan kapilaran efikon, tiel ke ĝi havas unikajn adsorbadon, gasan stokadon kaj enfiltrigajn trajtojn. Laŭ ekzistantaj esplorraportoj, unu-muraj karbonaj nanotuboj estas la adsorbaj materialoj kun la plej granda hidrogena stokado, multe superante aliajn tradiciajn hidrogenajn stokadmaterialojn, kaj helpos antaŭenigi la disvolviĝon de hidrogenaj fuelpiloj.

La kataliza agado de unu-muraj karbonnanotuboj

Unu-muraj karbonaj nanotuboj havas bonegan elektronikan konduktivecon, altan kemian stabilecon kaj grandan specifan surfacareon (SSA). Ili povas esti uzataj kiel kataliziloj aŭ katalizilaj portantoj, kaj havas pli altan katalizan agadon. Ne gravas en tradicia heterogena katalizo, aŭ en elektrokatalizo kaj fotokatalizo, unu-muraj karbonaj nanotuboj montris grandajn aplikajn potencialojn.

Guangzhou Hongwu provizas altajn kaj stabilajn kvalitajn unumurajn karbonajn nanotubojn kun malsama longo, pureco (91-99%), funkciigitaj tipoj. Ankaŭ disperso povas esti personecigita.