Edustavimpana yksiulotteisena nanomateriaalina,Yksiseinäiset hiilinanoputket（SWCNTS） on monia erinomaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Jatkuvassa yksinäisten hiilinanoputkien perus- ja soveltamisessa ja soveltamisessa he ovat osoittaneet laajoja sovellusmahdollisuuksia monilla aloilla, mukaan lukien nanoelektroniset laitteet, komposiittimateriaalien parantajat, energian varastointivälineet, katalyyttit ja katalysaattorit, anturit, kenttäpäästöt, johtavat elokuvat, bio-nano-materiaalit jne., Joillakin on jo saavutettu teollisuussovelluksia.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien mekaaniset ominaisuudet

Yksiseinäisten hiilinanoputkien hiiliatomit yhdistetään erittäin vahvoihin CC-kovalenttisiin sidoksiin. Se spekuloidaan rakenteesta, että niillä on suuri aksiaalikuva, Bremstrahlung ja elastinen moduuli. Tutkijat mittasivat CNT: ien vapaan pään värähtelytaajuuden ja havaitsivat, että nuoren hiilinanoputkien moduuli voi saavuttaa 1TPA: n, mikä on melkein yhtä suuri kuin nuoren timantin moduuli, joka on noin 5 -kertainen teräksen. SWCNT: llä on erittäin korkea aksiaalilujuus, se on noin 100 kertaa teräs; Yksiseinäisten hiilinanoputkien elastinen kanta on 5%, jopa 12%, mikä on noin 60 kertaa teräs. CNT: llä on erinomainen sitkeys ja taipuvuus.

Yksiseinäiset hiilinanoputket ovat komposiittimateriaalien erinomaisia ​​vahvistuksia, jotka voivat antaa niiden erinomaiset mekaaniset ominaisuudet komposiittimateriaaleille, joten komposiittimateriaalit osoittavat lujuutta, sitkeyttä, joustavuutta ja väsymiskestävyyttä, joita niillä ei alun perin hallussa. Nanoprobien kannalta hiilinanoputkia voidaan käyttää skannauskoettimien skannaamiseen, jolla on suurempi resoluutio ja suurempi havaitsemissyvyys.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien sähköiset ominaisuudet

Yksiseinäisten hiilinanoputkien spiraaliputkinen rakenne määrittää sen ainutlaatuiset ja erinomaiset sähköominaisuudet. Teoreettiset tutkimukset ovat osoittaneet, että hiilinanoputkissa olevien elektronien ballistisen kuljetuksen vuoksi niiden virran kantavuus on jopa 109A/cm2, joka on 1000 kertaa korkeampi kuin kuparin, jolla on hyvä johtavuus. Yksiseinäisen hiilinanoputken halkaisija on noin 2 nm, ja siinä olevien elektronien liikkumisella on kvanttikäyttäytyminen. Kvanttifysiikan vaikuttaminen, kun SWCNT -muutoksen halkaisija ja spiraalimuoto, valenssinauhan ja johtamiskaistan energiakuilu voidaan muuttaa melkein nollasta 1EV: ksi, sen johtavuutta voi olla metallinen ja puolijohtava, joten hiilinanoputkien johtavuus voidaan säätää muuttamalla kiraalikulmaa ja halkaisijaa. Toistaiseksi minkään muun aineen ei ole havaittu olevan kuin yksiseinäisiä hiilinanoputkia, voi myös säätää energiakuilua yksinkertaisesti muuttamalla atomien järjestelyä.

Hiilinanoputket, kuten grafiitti ja timantti, ovat erinomaisia ​​lämpöjohtimia. Kuten niiden sähkönjohtavuus, myös hiilinanoputkilla on myös erinomainen aksiaalinen lämmönjohtavuus ja ne ovat ihanteellisia lämmönjohtavia materiaaleja. Teoreettiset laskelmat osoittavat, että hiilinanoputkilla （CNT） Lämmönjohtavuusjärjestelmällä on suuri fononien keskimääräinen vapaa polku, fononit voivat siirtyä sujuvasti putken varrella ja sen aksiaalisen lämmönjohtavuus on noin 6600 W/m • K tai enemmän, mikä on samanlainen kuin yksiselitteen grafeenin lämmönjohtavuus. Tutkijat mittasivat, että huoneenlämpöinen yksiseinäisen hiilinanoputken lämmönjohtavuus （SWCNT） on lähellä 3500 W/M • K, mikä on paljon suurempi kuin timantin ja grafiitin (~ 2000 W/m • K). Vaikka hiilinanoputkien lämmönvaihto suorituskyky aksiaalisuunnassa on erittäin korkea, niiden lämmönvaihdon suorituskyky pystysuunnassa on suhteellisen alhainen ja hiilinanoputkia rajoittavat omat geometriset ominaisuudet, ja niiden laajennusnopeus on melkein nolla, joten jopa monet hiilinanoputket, jotka on niputettu niputtamiseen, eivät siirry toiseen.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien (SWCNT) erinomaista lämmönjohtavuutta pidetään erinomaisena materiaalina seuraavan sukupolven säteilijöiden kosketuspinnalle, mikä voi tehdä niistä tulevaisuudessa tietokoneen CPU-sirun säteilijöiden lämmönjohtavuusainetta. Hiilinanoputkien prosessorin jäähdyttimellä, jonka kosketuspinnalla CPU: lla on kokonaan hiilinanoputkista, on lämmönjohtavuus 5 kertaa yleisesti käytettyjen kuparimateriaalien. Samanaikaisesti yksiseinäisillä hiilinanoputkilla on hyvät levitysnäkymät suurissa lämmönjohtavuuskomposiittimateriaaleissa, ja niitä voidaan käyttää erilaisissa korkean lämpötilan komponenteissa, kuten moottoreissa ja raketeissa.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien optiset ominaisuudet

Yksiseinäisten hiilinanoputkien ainutlaatuinen rakenne on luonut sen ainutlaatuiset optiset ominaisuudet. Raman-spektroskopiaa, fluoresenssispektroskopiaa ja ultravioletti-näkyviä infrapunaspektroskopiaa on käytetty laajasti sen optisten ominaisuuksien tutkimuksessa. Raman-spektroskopia on yleisimmin käytetty havaitsemistyökalu yksiseinäisille hiilinanoputkille. Yksiseinäisten hiilinanoputkien renkaan hengityksen värähtelymoodin (RBM) ominainen tärinätila esiintyy noin 200 nm: ssä. RBM: ää voidaan käyttää hiilinanoputkien mikrorakenteen määrittämiseen ja määrittämään, sisältääkö näyte yksiseinäisiä hiilinanoputkeja.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien magneettiset ominaisuudet

Hiilinanoputkilla on ainutlaatuisia magneettisia ominaisuuksia, jotka ovat anisotrooppisia ja diamagneettisia, ja niitä voidaan käyttää pehmeinä ferromagneettisina materiaaleina. Joillakin yksiseinäisillä hiilinanoputkilla, joilla on spesifiset rakenteet, on myös suprajohtavuus, ja niitä voidaan käyttää suprajohtavina johdoina.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien kaasun varastointi suorituskyky

Yksiseinäisten hiilinanoputkien yhden ulottuvuuden putkimaisella rakenteella ja suurella pituus-ja halkaisijaisella suhteella ontto putkenontelolla on vahva kapillaarivaikutus, joten sillä on ainutlaatuinen adsorptio-, kaasun varastointi- ja tunkeutumisominaisuudet. Nykyisten tutkimusraporttien mukaan yksiseinäiset hiilinanoputket ovat adsorptiomateriaaleja, joilla on suurin vedyn varastointikapasiteetti, joka ylittää huomattavasti muut perinteiset vedyn varastointimateriaalit, ja ne auttavat edistämään vetypolttokennojen kehitystä.

Yksiseinäisten hiilinanoputkien katalyyttinen aktiivisuus

Yksiseinäisissä hiilinanoputkissa on erinomainen elektroninen johtavuus, korkea kemiallinen stabiilisuus ja suuri spesifinen pinta-ala (SSA). Niitä voidaan käyttää katalyytteinä tai katalysaattorikantajina, ja niiden aktiivisuus on suurempi. Riippumatta perinteisessä heterogeenisessä katalyysissä tai sähkökatalyysissä ja fotokatalyysissä, yksiseinäiset hiilinanoputket ovat osoittaneet suuria käyttöpotentiaalia.

Guangzhou Hongwu toimittaa korkean ja vakaan laadun yksiseinäiset hiilinanoputket, joilla on eri pituus, puhtaus (91-99%), funktionalisoituja tyyppejä. Myös hajonta voidaan räätälöidä.