Mint a legreprezentatívabb egydimenziós nanoanyag,egyfalú szén nanocsövekAz (SWCNT-k) számos kiváló fizikai és kémiai tulajdonsággal rendelkeznek.Az egyfalú szén nanocsövek alapjainak és alkalmazásának folyamatos mélyreható kutatásával számos területen széles körű alkalmazási kilátásokat mutattak be, beleértve a nanoelektronikai eszközöket, kompozit anyagfokozókat, energiatároló eszközöket, katalizátorokat és katalizátorhordozókat, érzékelőket, terepi emitterek, vezető fóliák, bio-nano anyagok stb., amelyek közül néhány már ipari alkalmazásra került.

Egyfalú szén nanocsövek mechanikai tulajdonságai

Az egyfalú szén nanocsövek szénatomjai nagyon erős CC kovalens kötésekkel egyesülnek.A szerkezetből azt feltételezik, hogy nagy axiális szilárdságuk, nagy szilárdságúak és rugalmassági modulusuk.A kutatók megmérték a CNT-k szabad végének rezgési frekvenciáját, és megállapították, hogy a Young-féle szén nanocsövek modulusa elérheti az 1Tpa-t, ami majdnem megegyezik a Young-féle gyémánt modulussal, ami körülbelül ötszöröse az acélénak.Az SWCNT-k rendkívül nagy axiális szilárdsággal rendelkeznek, körülbelül 100-szorosa az acélénak;az egyfalú szén nanocsövek rugalmas nyúlása 5%, legfeljebb 12%, ami körülbelül 60-szorosa az acélnak.A CNT kiváló szívóssággal és hajlíthatósággal rendelkezik.

Az egyfalú szén nanocsövek kiváló erősítői a kompozit anyagoknak, amelyek kiváló mechanikai tulajdonságaikat kölcsönözhetik a kompozit anyagoknak, így a kompozit anyagok olyan szilárdságot, szívósságot, rugalmasságot és fáradtságállóságot mutatnak, amellyel eredetileg nem rendelkeznek.Ami a nanoszondákat illeti, a szén nanocsövekből nagyobb felbontású és nagyobb észlelési mélységű pásztázó szondacsúcsokat lehet készíteni.

Egyfalú szén nanocsövek elektromos tulajdonságai

Az egyfalú szén nanocsövek spirális csőszerű szerkezete határozza meg egyedi és kiváló elektromos tulajdonságait.Elméleti tanulmányok kimutatták, hogy az elektronok ballisztikus transzportja a szén nanocsövekben 109 A/cm2 áramvezető képességgel rendelkezik, ami 1000-szerese a jó vezetőképességű réznek.Az egyfalú szén nanocső átmérője körülbelül 2 nm, és az elektronok mozgása benne kvantum viselkedésű.A kvantumfizika befolyásolja, hogy az SWCNT átmérőjének és spirálmódusának változásával a vegyértéksáv és a vezetési sáv energiarés közel nulláról 1eV-ra változtatható, vezetőképessége lehet fémes és félvezető, így a szén nanocsövek vezetőképessége a kiralitási szög és az átmérő változtatásával állítható be.Eddig még nem találtak olyan anyagot, amely olyan lenne, mint az egyfalú szén nanocsövek, amelyek az atomok elrendezésének egyszerű megváltoztatásával hasonlóképpen be tudják állítani az energiarést.

A szén nanocsövek, mint a grafit és a gyémánt, kiváló hővezetők.Az elektromos vezetőképességükhöz hasonlóan a szén nanocsövek is kiváló axiális hővezető képességgel rendelkeznek, és ideális hővezető anyagok.Az elméleti számítások azt mutatják, hogy a szén nanocső (CNT) hővezető rendszer nagy átlagos szabad fononúttal rendelkezik, a fononok zökkenőmentesen továbbíthatók a cső mentén, és axiális hővezető képessége körülbelül 6600 W/m•K vagy több, ami hasonló az egyrétegű grafén hővezető képessége.A kutatók azt mérték, hogy az egyfalú szén nanocső (SWCNT) szobahőmérsékletű hővezető képessége megközelíti a 3500 W/m•K-t, ami sokkal nagyobb, mint a gyémánté és a grafité (~2000 W/m•K).Bár a szén nanocsövek hőcserélő teljesítménye axiális irányban nagyon magas, függőleges irányú hőcserélő teljesítményük viszonylag alacsony, és a szén nanocsöveket saját geometriai tulajdonságaik korlátozzák, tágulási sebességük pedig közel nulla, így még sok szén nanocsövek kötegbe kötve, a hő nem kerül át egyik szén nanocsőből a másikba.

Az egyfalú szén nanocsövek (SWCNT) kiváló hővezető képessége kiváló anyagnak számít a következő generációs radiátorok érintkezési felületére, ami a jövőben a számítógépes CPU chip radiátorok hővezető anyagává teheti őket.A szén nanocső CPU radiátor, amelynek érintkezési felülete a CPU-val teljes egészében szén nanocsövekből készült, hővezető képessége ötszöröse az általánosan használt rézanyagokénak.Ugyanakkor az egyfalú szén nanocsövek jó alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek a nagy hővezető képességű kompozit anyagokban, és felhasználhatók különféle magas hőmérsékletű alkatrészekben, például hajtóművekben és rakétákban.

Egyfalú szén nanocsövek optikai tulajdonságai

Az egyfalú szén nanocsövek egyedi szerkezete megteremtette egyedi optikai tulajdonságait.A Raman-spektroszkópiát, a fluoreszcens spektroszkópiát és az ultraibolya-látható-közeli infravörös spektroszkópiát széles körben alkalmazták optikai tulajdonságainak tanulmányozására.A Raman-spektroszkópia az egyfalú szén nanocsövek leggyakrabban használt kimutatási eszköze.Az egyfalú szén nanocsövek jellegzetes rezgésmódja gyűrűlégzési vibrációs mód (RBM) körülbelül 200 nm-en jelenik meg.Az RBM segítségével meghatározható a szén nanocsövek mikroszerkezete, és megállapítható, hogy a minta tartalmaz-e egyfalú szén nanocsöveket.

Egyfalú szén nanocsövek mágneses tulajdonságai

A szén nanocsövek egyedülálló mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek anizotróp és diamágnesesek, és lágy ferromágneses anyagokként használhatók.Egyes egyfalú, sajátos szerkezetű szén nanocsövek szupravezető képességgel is rendelkeznek, és szupravezető huzalként használhatók.

Egyfalú szén nanocsövek gáztárolási teljesítménye

Az egydimenziós csőszerű szerkezet és az egyfalú szén nanocsövek nagy hossz-átmérő aránya az üreges csőüregnek erős kapilláris hatást fejt ki, így egyedülálló adszorpciós, gáztárolási és beszivárgási jellemzőkkel rendelkezik.A meglévő kutatási jelentések szerint az egyfalú szén nanocsövek a legnagyobb hidrogéntároló kapacitással rendelkező adszorpciós anyagok, amelyek messze meghaladják a hagyományos hidrogéntároló anyagokat, és elősegítik a hidrogén üzemanyagcellák fejlesztését.

Az egyfalú szén nanocsövek katalitikus aktivitása

Az egyfalú szén nanocsövek kiváló elektronikus vezetőképességgel, nagy kémiai stabilitással és nagy fajlagos felülettel (SSA) rendelkeznek.Használhatók katalizátorként vagy katalizátorhordozóként, és nagyobb katalitikus aktivitással rendelkeznek.Nem számít a hagyományos heterogén katalízisben, vagy az elektrokatalízisben és a fotokatalízisben, az egyfalú szén nanocsövek nagy alkalmazási potenciált mutattak.

A Guangzhou Hongwu kiváló és stabil minőségű egyfalú szén nanocsöveket szállít különböző hosszúságú, tisztaságú (91-99%), funkcionalizált típusokkal.A diszperzió is testreszabható.