Որպես առավել ներկայացուցչական միաչափ նանոնյութ,մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակներ(SWCNTs) ունեն շատ գերազանց ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ:Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների հիմնական և կիրառման շարունակական խորը հետազոտությունների արդյունքում նրանք ցույց են տվել լայն կիրառման հեռանկարներ բազմաթիվ ոլորտներում, ներառյալ նանո էլեկտրոնային սարքերը, կոմպոզիտային նյութերի ուժեղացուցիչները, էներգիայի պահեստավորման միջոցները, կատալիզատորները և կատալիզատորները, սենսորները, դաշտերը: արտանետիչներ, հաղորդիչ թաղանթներ, կենսանանո նյութեր և այլն, որոնցից մի քանիսն արդեն հասել են արդյունաբերական կիրառությունների:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների մեխանիկական հատկությունները

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների ածխածնի ատոմները զուգակցված են շատ ուժեղ CC կովալենտային կապերով:Կառուցվածքից ենթադրվում է, որ դրանք ունեն բարձր առանցքային ամրություն, bremsstrahlung և առաձգական մոդուլ:Հետազոտողները չափել են CNT-ների ազատ ծայրի թրթռման հաճախականությունը և պարզել, որ Յանգի ածխածնային նանոխողովակների մոդուլը կարող է հասնել 1Tpa-ի, ինչը գրեթե հավասար է Յանգի ադամանդի մոդուլին, որը մոտ 5 անգամ գերազանցում է պողպատից:SWCNT-ներն ունեն չափազանց բարձր առանցքային ուժ, այն մոտ 100 անգամ ավելի է, քան պողպատից;Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների առաձգական լարումը կազմում է 5%, մինչև 12%, ինչը մոտ 60 անգամ գերազանցում է պողպատին:CNT-ն ունի գերազանց ամրություն և ճկունություն:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակները հիանալի ամրացումներ են կոմպոզիտային նյութերի համար, որոնք կարող են իրենց գերազանց մեխանիկական հատկություններ հաղորդել կոմպոզիտային նյութերին, այնպես որ կոմպոզիտային նյութերը ցույց են տալիս այն ուժը, ամրությունը, առաձգականությունը և հոգնածության դիմադրությունը, որն ի սկզբանե չունեն:Ինչ վերաբերում է նանոզոնդներին, ապա ածխածնային նանոխողովակները կարող են օգտագործվել ավելի բարձր լուծաչափով և հայտնաբերման ավելի խորությամբ սկանավորող զոնդերի ծայրեր պատրաստելու համար:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների էլեկտրական հատկությունները

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների պարուրաձև գլանային կառուցվածքը որոշում է դրա եզակի և գերազանց էլեկտրական հատկությունները:Տեսական ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ածխածնային նանոխողովակներում էլեկտրոնների բալիստիկ փոխադրման շնորհիվ նրանց ընթացիկ կրող հզորությունը հասնում է մինչև 109A/cm2, ինչը 1000 անգամ գերազանցում է լավ հաղորդունակությամբ պղնձին:Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակի տրամագիծը մոտ 2 նմ է, և էլեկտրոնների շարժումը դրանում քվանտային վարքագիծ ունի։Ազդեցությունը քվանտային ֆիզիկայից, քանի որ SWCNT-ի տրամագիծը և պարուրաձև ռեժիմը փոխվում է, վալենտական ​​գոտու և հաղորդման գոտու էներգիայի բացը կարող է փոխվել գրեթե զրոյից մինչև 1eV, դրա հաղորդունակությունը կարող է լինել մետաղական և կիսահաղորդչային, ուստի ածխածնային նանոխողովակների հաղորդունակությունը կարող է լինել: կարող է ճշգրտվել՝ փոխելով քիրալության անկյունը և տրամագիծը:Առայժմ ոչ մի այլ նյութ, որը նման է միապատի ածխածնային նանոխողովակներին, չի կարող նմանապես կարգավորել էներգիայի բացը` պարզապես փոխելով ատոմների դասավորությունը:

Ածխածնային նանոխողովակները, ինչպես գրաֆիտը և ադամանդը, հիանալի ջերմային հաղորդիչներ են:Ինչպես իրենց էլեկտրական հաղորդունակությունը, ածխածնային նանոխողովակները նույնպես ունեն գերազանց առանցքային ջերմային հաղորդունակություն և իդեալական ջերմահաղորդիչ նյութեր են:Տեսական հաշվարկները ցույց են տալիս, որ ածխածնային նանոխողովակը (CNT) ջերմահաղորդման համակարգն ունի ֆոնոնների մեծ միջին ազատ ուղի, ֆոնոնները կարող են սահուն փոխանցվել խողովակի երկայնքով, և դրա առանցքային ջերմային հաղորդունակությունը կազմում է մոտ 6600W/m•K կամ ավելի, ինչը նման է. միաշերտ գրաֆենի ջերմային հաղորդունակությունը։Հետազոտողները չափել են, որ մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակի (SWCNT) ջերմահաղորդականությունը մոտ է 3500 Վտ/մ•Կ, ինչը շատ ավելի մեծ է, քան ադամանդի և գրաֆիտինը (~ 2000 Վտ/մ•Կ):Թեև առանցքային ուղղությամբ ածխածնային նանոխողովակների ջերմափոխանակության կատարումը շատ բարձր է, ուղղահայաց ուղղությամբ նրանց ջերմափոխանակության կատարումը համեմատաբար ցածր է, իսկ ածխածնային նանոխողովակները սահմանափակված են իրենց սեփական երկրաչափական հատկություններով, և դրանց ընդլայնման արագությունը գրեթե զրոյական է, ուստի նույնիսկ շատերը: ածխածնային նանոխողովակները, որոնք միավորված են փաթեթի մեջ, ջերմությունը չի փոխանցվի մի ածխածնային նանոխողովակից մյուսը:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների (SWCNTs) գերազանց ջերմային հաղորդունակությունը համարվում է հիանալի նյութ հաջորդ սերնդի ռադիատորների շփման մակերեսի համար, ինչը կարող է ապագայում դրանք դարձնել ջերմահաղորդականություն համակարգչային պրոցեսորի չիպային ռադիատորների համար:Ածխածնային նանոխողովակային պրոցեսորի ռադիատորը, որի կոնտակտային մակերեսը պրոցեսորի հետ ամբողջությամբ պատրաստված է ածխածնային նանոխողովակներից, ունի ջերմային հաղորդունակություն 5 անգամ ավելի, քան սովորաբար օգտագործվող պղնձե նյութերը:Միևնույն ժամանակ, մեկ պատով ածխածնային նանոխողովակները կիրառման լավ հեռանկարներ ունեն բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ կոմպոզիտային նյութերում և կարող են օգտագործվել բարձր ջերմաստիճանի տարբեր բաղադրիչներում, ինչպիսիք են շարժիչները և հրթիռները:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների օպտիկական հատկությունները

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների յուրահատուկ կառուցվածքը ստեղծել է դրա յուրահատուկ օպտիկական հատկությունները։Ռամանի սպեկտրոսկոպիան, ֆլյուորեսցենտային սպեկտրոսկոպիան և ուլտրամանուշակագույն-տեսանելի մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան լայնորեն օգտագործվել են նրա օպտիկական հատկությունների ուսումնասիրության համար։Raman սպեկտրոսկոպիան ամենատարածված հայտնաբերման գործիքն է մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների համար:Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների օղակաձև շնչառական թրթռման ռեժիմի (RBM) բնորոշ թրթռման ռեժիմը հայտնվում է մոտ 200 նմ:RBM-ը կարող է օգտագործվել ածխածնային նանոխողովակների միկրոկառուցվածքը որոշելու և որոշելու համար, թե արդյոք նմուշը պարունակում է միապատի ածխածնային նանոխողովակներ:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների մագնիսական հատկությունները

Ածխածնային նանոխողովակները ունեն յուրահատուկ մագնիսական հատկություններ, որոնք անիզոտրոպ են և դիամագնիսական, և կարող են օգտագործվել որպես փափուկ ֆերոմագնիսական նյութեր:Որոշ միապատի ածխածնային նանոխողովակներ հատուկ կառուցվածքով ունեն նաև գերհաղորդականություն և կարող են օգտագործվել որպես գերհաղորդիչ լարեր:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների գազի պահպանման կատարումը

Միաչափ խողովակային կառուցվածքը և մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների երկարության և տրամագծի մեծ հարաբերակցությունը սնամեջ խողովակի խոռոչն ունի ուժեղ մազանոթային ազդեցություն, այնպես որ այն ունի յուրահատուկ կլանման, գազի պահպանման և ներթափանցման առանձնահատկություններ:Համաձայն գոյություն ունեցող հետազոտական ​​զեկույցների, մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակները ջրածնի պահպանման ամենամեծ հզորությամբ կլանող նյութերն են, որոնք շատ ավելի շատ են, քան մյուս ավանդական ջրածնի պահեստավորման նյութերը և կօգնեն խթանել ջրածնի վառելիքի բջիջների զարգացումը:

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակների կատալիտիկ ակտիվությունը

Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակները ունեն գերազանց էլեկտրոնային հաղորդունակություն, բարձր քիմիական կայունություն և մեծ հատուկ մակերես (SSA):Նրանք կարող են օգտագործվել որպես կատալիզատորներ կամ կատալիզատորներ և ունեն ավելի բարձր կատալիտիկ ակտիվություն։Անկախ ավանդական տարասեռ կատալիզում, կամ էլեկտրակատալիզի և ֆոտոկատալիզի ժամանակ, միապատի ածխածնային նանոխողովակները կիրառման մեծ ներուժ են ցույց տվել:

Guangzhou Hongwu-ն մատակարարում է բարձր և կայուն որակի միայնակ պատերով ածխածնային նանոխողովակներ՝ տարբեր երկարությամբ, մաքրությամբ (91-99%), ֆունկցիոնալացված տեսակներով:Նաև ցրումը կարող է հարմարեցվել: