Sebagai bahan nano satu dimensi yang paling representatif,nanotube karbon berdinding tunggal（SWCNT） memiliki banyak sifat fisik dan kimia yang sangat baik.Dengan penelitian mendalam yang berkelanjutan tentang dasar dan aplikasi tabung nano karbon berdinding tunggal, mereka telah menunjukkan prospek aplikasi yang luas di berbagai bidang, termasuk perangkat elektronik nano, penguat material komposit, media penyimpanan energi, katalis dan pembawa katalis, sensor, bidang emitter, film konduktif, bahan bio-nano, dll., beberapa di antaranya telah mencapai aplikasi industri.

Sifat mekanik tabung nano karbon berdinding tunggal

Atom karbon nanotube karbon berdinding tunggal digabungkan dengan ikatan kovalen CC yang sangat kuat.Diperkirakan dari strukturnya bahwa mereka memiliki kekuatan aksial, bremsstrahlung dan modulus elastisitas yang tinggi.Para peneliti mengukur frekuensi getaran ujung bebas CNT dan menemukan bahwa modulus tabung nano karbon Young dapat mencapai 1Tpa, yang hampir sama dengan modulus intan Young, yaitu sekitar 5 kali lipat dari baja.SWCNT memiliki kekuatan aksial yang sangat tinggi, sekitar 100 kali kekuatan baja;regangan elastis nanotube karbon berdinding tunggal adalah 5%, hingga 12%, yaitu sekitar 60 kali lipat dari baja.CNT memiliki ketangguhan dan ketangguhan yang sangat baik.

Tabung nano karbon berdinding tunggal adalah penguat yang sangat baik untuk material komposit, yang dapat memberikan sifat mekaniknya yang sangat baik pada material komposit, sehingga material komposit menunjukkan kekuatan, ketangguhan, elastisitas, dan ketahanan lelah yang awalnya tidak mereka miliki.Dalam hal nanoprobe, tabung nano karbon dapat digunakan untuk membuat ujung probe pemindaian dengan resolusi lebih tinggi dan kedalaman deteksi lebih tinggi.

Sifat listrik nanotube karbon berdinding tunggal

Struktur tubular spiral dari nanotube karbon berdinding tunggal menentukan sifat kelistrikannya yang unik dan luar biasa.Studi teoritis telah menunjukkan bahwa karena transportasi balistik elektron dalam tabung nano karbon, kapasitas pembawa arusnya setinggi 109A/cm2, yang 1000 kali lebih tinggi daripada tembaga dengan konduktivitas yang baik.Diameter tabung nano karbon berdinding tunggal sekitar 2 nm, dan pergerakan elektron di dalamnya memiliki perilaku kuantum.Dipengaruhi oleh fisika kuantum, karena diameter dan mode spiral SWCNT berubah, celah energi pita valensi dan pita konduksi dapat diubah dari hampir nol menjadi 1eV, konduktivitasnya dapat berupa logam dan semikonduktor, sehingga konduktivitas karbon nanotube dapat disesuaikan dengan mengubah sudut kiralitas dan diameter.Sejauh ini, belum ada zat lain yang ditemukan seperti tabung nano karbon berdinding tunggal yang dapat menyesuaikan celah energi hanya dengan mengubah susunan atom.

Tabung nano karbon, seperti grafit dan intan, adalah konduktor panas yang sangat baik.Seperti konduktivitas listriknya, tabung nano karbon juga memiliki konduktivitas termal aksial yang sangat baik dan merupakan bahan konduktif termal yang ideal.Perhitungan teoritis menunjukkan bahwa sistem konduksi panas tabung nano karbon (CNT) memiliki jalur fonon bebas rata-rata yang besar, fonon dapat ditransmisikan dengan lancar di sepanjang pipa, dan konduktivitas termal aksialnya sekitar 6600W/m•K atau lebih, yang serupa dengan konduktivitas termal graphene lapisan tunggal.Para peneliti mengukur bahwa konduktivitas termal suhu ruangan dari tabung nano karbon berdinding tunggal（SWCNT） mendekati 3500W/m•K, yang jauh lebih besar daripada intan dan grafit (~2000W/m•K).Meskipun kinerja pertukaran panas tabung nano karbon dalam arah aksial sangat tinggi, kinerja pertukaran panasnya dalam arah vertikal relatif rendah, dan tabung nano karbon dibatasi oleh sifat geometrisnya sendiri, dan laju ekspansinya hampir nol, bahkan banyak nanotube karbon dibundel menjadi bundel, panas tidak akan ditransfer dari satu nanotube karbon ke yang lain.

Konduktivitas termal yang sangat baik dari nanotube karbon berdinding tunggal (SWCNTs) dianggap sebagai bahan yang sangat baik untuk permukaan kontak radiator generasi mendatang, yang dapat menjadikannya agen konduktivitas termal untuk radiator chip CPU komputer di masa mendatang.Radiator CPU tabung nano karbon, yang permukaan kontaknya dengan CPU seluruhnya terbuat dari tabung nano karbon, memiliki konduktivitas termal 5 kali lipat dari bahan tembaga yang biasa digunakan.Pada saat yang sama, nanotube karbon berdinding tunggal memiliki prospek aplikasi yang baik dalam material komposit konduktivitas termal tinggi dan dapat digunakan dalam berbagai komponen suhu tinggi seperti mesin dan roket.

Sifat optik tabung nano karbon berdinding tunggal

Struktur unik dari tabung nano karbon berdinding tunggal telah menciptakan sifat optiknya yang unik.Spektroskopi Raman, spektroskopi fluoresensi dan spektroskopi infra merah ultraviolet-terlihat-dekat telah banyak digunakan dalam studi sifat optiknya.Spektroskopi Raman adalah alat deteksi yang paling umum digunakan untuk nanotube karbon berdinding tunggal.Mode getaran karakteristik mode getaran pernapasan cincin karbon nanotube berdinding tunggal (RBM) muncul pada sekitar 200nm.RBM dapat digunakan untuk menentukan struktur mikro tabung nano karbon dan menentukan apakah sampel mengandung tabung nano karbon berdinding tunggal.

Sifat magnetik nanotube karbon berdinding tunggal

Karbon nanotube memiliki sifat magnetik yang unik, yaitu anisotropik dan diamagnetik, serta dapat digunakan sebagai bahan feromagnetik lunak.Beberapa nanotube karbon berdinding tunggal dengan struktur spesifik juga memiliki superkonduktivitas dan dapat digunakan sebagai kabel superkonduktor.

Kinerja penyimpanan gas dari tabung nano karbon berdinding tunggal

Struktur tubular satu dimensi dan rasio panjang-ke-diameter yang besar dari nanotube karbon berdinding tunggal membuat rongga tabung berongga memiliki efek kapiler yang kuat, sehingga memiliki karakteristik adsorpsi, penyimpanan gas, dan infiltrasi yang unik.Menurut laporan penelitian yang ada, nanotube karbon berdinding tunggal adalah bahan adsorpsi dengan kapasitas penyimpanan hidrogen terbesar, jauh melebihi bahan penyimpanan hidrogen tradisional lainnya, dan akan membantu mempromosikan pengembangan sel bahan bakar hidrogen.

Aktivitas katalitik nanotube karbon berdinding tunggal

Tabung nano karbon berdinding tunggal memiliki konduktivitas elektronik yang sangat baik, stabilitas kimia yang tinggi, dan luas permukaan spesifik (SSA) yang besar.Mereka dapat digunakan sebagai katalis atau pembawa katalis, dan memiliki aktivitas katalitik yang lebih tinggi.Tidak masalah dalam katalisis heterogen tradisional, atau dalam elektrokatalisis dan fotokatalisis, tabung nano karbon berdinding tunggal telah menunjukkan potensi aplikasi yang besar.

Guangzhou Hongwu menyediakan nanotube karbon berdinding tunggal berkualitas tinggi dan stabil dengan panjang berbeda, kemurnian (91-99%), jenis yang difungsikan.Juga dispersi dapat disesuaikan.