به عنوان نماینده ترین نانومواد یک بعدی ،نانولوله های کربن تک دیوار（SWCNTS） بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار خوبی دارند. آنها با تحقیقات مداوم مداوم در مورد کاربردهای اساسی و کاربرد نانولوله های کربن تک دیوار ، آنها چشم انداز کاربردهای گسترده ای را در بسیاری از زمینه ها نشان داده اند ، از جمله دستگاه های الکترونیکی نانو ، تقویت کننده مواد کامپوزیت ، رسانه های ذخیره سازی انرژی ، کاتالیزورها و حامل های کاتالیزور ، سنسورها ، فیلمهای میدانی ، فیلم های رسانا ، فیلم های بیو نانو و غیره ، برخی از آنها صنایع را بدست آورده اند ، برخی از آنها صنایع را بدست آورده اند.

خصوصیات مکانیکی نانولوله های کربن تک دیوار

اتم های کربن نانولوله های کربن تک دیوار با پیوندهای کووالانسی CC بسیار قوی ترکیب شده اند. از ساختار حدس زده می شود که آنها دارای استحکام محوری بالا ، Bremsstrahlung و مدول الاستیک هستند. محققان فرکانس لرزش انتهای آزاد CNT ها را اندازه گیری کردند و دریافتند که مدول نانولوله های کربن جوان می تواند به 1TPA برسد ، که تقریباً برابر با مدول الماس جوان است که تقریباً 5 برابر فولاد است. SWCNT ها از استحکام محوری بسیار بالایی برخوردار هستند ، تقریباً 100 برابر فولاد است. فشار الاستیک نانولوله های کربن تک دیواره 5 ٪ ، تا 12 ٪ است که حدود 60 برابر فولاد است. CNT از چقرمگی و خم شدن بسیار خوبی برخوردار است.

نانولوله های کربن تک دیواره تقویت کننده های عالی برای مواد کامپوزیت هستند که می توانند خصوصیات مکانیکی عالی آنها را به مواد کامپوزیت منتقل کنند ، به طوری که مواد کامپوزیتی قدرت ، چقرمگی ، کشش و مقاومت در برابر خستگی را نشان می دهند که در ابتدا از آن برخوردار نیستند. از نظر نانوذرات ، می توان از نانولوله های کربن برای ایجاد نکات پروب اسکن با وضوح بالاتر و عمق بیشتر تشخیص استفاده کرد.

خصوصیات الکتریکی نانولوله های کربن تک دیوار

ساختار لوله ای مارپیچی نانولوله های کربن تک دیواره خواص الکتریکی منحصر به فرد و عالی آن را تعیین می کند. مطالعات نظری نشان داده است که به دلیل حمل و نقل بالستیک الکترون ها در نانولوله های کربن ، ظرفیت فعلی حمل آنها به اندازه 109a/cm2 است که 1000 برابر بیشتر از مس با هدایت خوب است. قطر یک نانولوله کربن تک دیوار در حدود 2 نانومتر است و حرکت الکترون ها در آن رفتار کوانتومی دارد. تحت تأثیر فیزیک کوانتومی ، به عنوان حالت قطر و مارپیچ تغییر SWCNT ، شکاف انرژی باند Valence و باند هدایت را می توان از نزدیک به صفر به 1EV تغییر داد ، هدایت آن می تواند فلزی و نیمه هادی باشد ، بنابراین با تغییر زاویه و قطر چیر می توان هدایت نانولوله های کربن را تنظیم کرد. تاکنون مشخص نشده است که هیچ ماده دیگری مانند نانولوله های کربن تک دیواره ای است که می توانند با تغییر ترتیب اتم ها ، شکاف انرژی را به طور مشابه تنظیم کنند.

نانولوله های کربن ، مانند گرافیت و الماس ، هادی های حرارتی عالی هستند. مانند هدایت الکتریکی آنها ، نانولوله های کربن نیز دارای هدایت حرارتی محوری عالی هستند و مواد رسانا حرارتی ایده آل هستند. محاسبات نظری نشان می دهد که نانولوله کربن （CNT） سیستم هدایت گرما دارای یک مسیر آزاد متوسط ​​از فون ها است ، واج ها را می توان به راحتی در امتداد لوله منتقل کرد و هدایت حرارتی محوری آن در حدود 6600W/M • K یا بیشتر است که مشابه هدایت حرارتی گرافن تک لایه است. محققان اندازه گیری کردند که هدایت حرارتی اتاق اتاق نانولوله کربن تک دیواره ای （SWCNT نزدیک به 3500W/m • k است که بسیار بیشتر از الماس و گرافیت است (2000 ~/متر • k). اگرچه عملکرد تبادل گرما نانولوله های کربن در جهت محوری بسیار زیاد است ، اما عملکرد تبادل حرارت آنها در جهت عمودی نسبتاً کم است و نانولوله های کربن توسط خواص هندسی خود محدود می شوند و میزان گسترش آنها تقریباً صفر است ، بنابراین حتی بسیاری از نانولوله های کربن به صورت بسته بندی شده ، گرما از یک نانولوله کربن به یک نانولوله کربن منتقل نمی شود.

هدایت حرارتی عالی نانولوله های کربن تک دیواره (SWCNTs) یک ماده عالی برای سطح تماس رادیاتورهای نسل بعدی در نظر گرفته می شود ، که می تواند آنها را به یک عامل هدایت حرارتی برای رادیاتورهای تراشه پردازنده رایانه در آینده تبدیل کند. رادیاتور پردازنده نانولوله کربن ، که سطح تماس آن با CPU کاملاً از نانولوله های کربن ساخته شده است ، دارای هدایت حرارتی 5 برابر از مواد مس معمول است. در همین زمان ، نانولوله های کربن تک دیواره چشم انداز کاربرد خوبی در مواد کامپوزیت هدایت حرارتی بالا دارند و می توانند در اجزای مختلف درجه حرارت بالا مانند موتورها و موشک ها مورد استفاده قرار گیرند.

خواص نوری نانولوله های کربن تک دیوار

ساختار منحصر به فرد نانولوله های کربن تک دیواره خواص نوری منحصر به فرد خود را ایجاد کرده است. طیف سنجی رامان ، طیف سنجی فلورسانس و طیف سنجی مادون قرمز ماوراء بنفش- قابل مشاهده-نارنجی به طور گسترده ای در مطالعه خواص نوری آن مورد استفاده قرار گرفته است. طیف سنجی رامان متداول ترین ابزار تشخیص برای نانولوله های کربن تک دیواره است. حالت ارتعاش مشخصه نانولوله های کربن تک دیواری حالت لرزش تنفس (RBM) در حدود 200 نانومتر ظاهر می شود. RBM را می توان برای تعیین ریزساختار نانولوله های کربن و تعیین اینکه آیا نمونه حاوی نانولوله های کربن تک دیواره است ، استفاده کرد.

خصوصیات مغناطیسی نانولوله های کربن تک دیوار

نانولوله های کربن دارای خواص مغناطیسی منحصر به فردی هستند که ناهمسانگرد و دیاماگنتیک هستند و می توانند به عنوان مواد فرومغناطیسی نرم مورد استفاده قرار گیرند. برخی از نانولوله های کربن تک دیواره با ساختارهای خاص نیز دارای ابررساناتی هستند و می توانند به عنوان سیم های ابررسانا استفاده شوند.

عملکرد ذخیره گاز نانولوله های کربن تک دیواره

ساختار لوله ای یک بعدی و نسبت طول به قطر زیاد از نانولوله های کربن تک دیواره باعث می شود حفره لوله توخالی دارای اثر مویرگی قوی باشد ، به طوری که دارای ویژگی های جذب ، ذخیره سازی و نفوذ گاز بی نظیر است. براساس گزارش های تحقیقاتی موجود ، نانولوله های کربن تک دیواره مواد جذب با بزرگترین ظرفیت ذخیره هیدروژن ، بسیار بیشتر از سایر مواد ذخیره سازی هیدروژن سنتی هستند و به پیشرفت سلولهای سوختی هیدروژن کمک می کنند.

فعالیت کاتالیزوری نانولوله های کربن تک دیوار

نانولوله های کربن تک دیواره دارای هدایت الکترونیکی عالی ، پایداری شیمیایی بالا و مساحت سطح خاص (SSA) هستند. آنها می توانند به عنوان کاتالیزور یا حامل های کاتالیزور استفاده شوند و فعالیت کاتالیزوری بالاتری داشته باشند. مهم نیست که در کاتالیز ناهمگن سنتی ، یا در الکتروکاتالیز و فتوکاتالیز ، نانولوله های کربن تک دیواره پتانسیل های کاربردی عالی را نشان داده اند.

Guangzhou Hongwu نانولوله های کربن یک دیواری با کیفیت بالا و پایدار با طول ، خلوص (91-99 ٪) ، انواع کاربردی را تأمین می کند. همچنین پراکندگی را می توان سفارشی کرد.