最も代表的な一次元ナノマテリアルとして、単層カーボンナノチューブ（SWCNT）は多くの優れた物理的および化学的特性を持っています。単層カーボンナノチューブの基礎と応用に関する継続的な詳細な研究により、ナノ電子デバイス、複合材料強化剤、エネルギー貯蔵媒体、触媒および触媒担体、センサー、エネルギー貯蔵媒体など、多くの分野での幅広い応用の見通しが示されています。エミッター、導電膜、バイオナノ材料等があり、既に産業応用が進んでいるものもある。

単層カーボンナノチューブの機械的性質

単層カーボン ナノチューブの炭素原子は、非常に強い CC 共有結合で結合しています。構造から、高い軸強度、制動放射、弾性率を有することが推測される。研究者らはCNTの自由端の振動周波数を測定し、カーボンナノチューブのヤング率が1Tpaに達する可能性があり、これはダイヤモンドのヤング率（鋼鉄の約5倍）とほぼ同じであることを発見した。SWCNT は軸方向の強度が非常に高く、鋼鉄の約 100 倍です。単層カーボンナノチューブの弾性歪みは 5%、最大 12% であり、これは鋼鉄の約 60 倍です。CNTは靭性と曲げ性に優れています。

単層カーボンナノチューブは複合材料の優れた補強材であり、複合材料に優れた機械的特性を与えることができるため、複合材料は本来持っていない強度、靱性、弾性、耐疲労性を発揮します。ナノプローブに関しては、カーボン ナノチューブを使用して、より高い解像度とより深い検出深度を備えた走査プローブ チップを作成できます。

単層カーボンナノチューブの電気的性質

単層カーボンナノチューブのらせん状の管状構造は、その独特で優れた電気特性を決定します。理論的研究によると、カーボン ナノチューブ内の電子の弾道輸送により、その通電容量は 109 A/cm2 にも達し、これは導電性の良い銅の 1000 倍です。単層カーボンナノチューブの直径は約2nmで、その中の電子の動きは量子的な振る舞いをします。量子物理学の影響を受け、SWCNT の直径と螺旋モードが変化すると、価電子帯と伝導帯のエネルギーギャップがほぼゼロから 1eV まで変化し、その導電性は金属性にも半導体性にもなり得るため、カーボン ナノチューブの導電性はカイラリティ角度と直径を変更することで調整できます。これまでのところ、原子の配置を変えるだけで単層カーボンナノチューブと同様にエネルギーギャップを調整できる物質は他に見つかっていない。

カーボン ナノチューブは、グラファイトやダイヤモンドと同様、優れた熱伝導体です。カーボンナノチューブは、導電性と同様に軸方向の熱伝導性にも優れており、理想的な熱伝導材料です。理論計算によると、カーボンナノチューブ（CNT）熱伝導系はフォノンの平均自由行程が大きく、フォノンはパイプに沿ってスムーズに伝達でき、軸方向の熱伝導率は約6600W/m・K以上であり、熱伝導率は約6600W/m・K以上です。単層グラフェンの熱伝導率。研究者らは、単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の室温熱伝導率が3500W/m・Kに近く、ダイヤモンドやグラファイトの熱伝導率（約2000W/m・K）よりもはるかに大きいことを測定した。カーボンナノチューブの軸方向の熱交換性能は非常に高いですが、垂直方向の熱交換性能は比較的低く、カーボンナノチューブはそれ自身の幾何学的特性によって制限されており、膨張率はほぼゼロであるため、カーボンナノチューブの熱交換性能は非常に高くなります。カーボン ナノチューブを束ねると、熱は 1 つのカーボン ナノチューブから別のカーボン ナノチューブに伝わりません。

単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の優れた熱伝導率は、次世代ラジエーターの接触面に優れた材料であると考えられており、将来的にはコンピューターのCPUチップラジエーターの熱伝導剤となる可能性があります。カーボンナノチューブCPUラジエーターは、CPUとの接触面すべてがカーボンナノチューブでできており、一般的に使用されている銅材の5倍の熱伝導率を持っています。同時に、単層カーボンナノチューブは高熱伝導率複合材料への応用が期待されており、エンジンやロケットなどのさまざまな高温部品に使用できます。

単層カーボンナノチューブの光学特性

単層カーボンナノチューブのユニークな構造は、そのユニークな光学特性を生み出します。ラマン分光法、蛍光分光法、紫外可視近赤外分光法は、その光学特性の研究に広く使用されています。ラマン分光法は、単層カーボン ナノチューブの検出ツールとして最も一般的に使用されています。単層カーボンナノチューブの特徴的な振動モードであるリングブリージング振動モード (RBM) は、約 200nm に現れます。RBM を使用すると、カーボン ナノチューブの微細構造を特定し、サンプルに単層カーボン ナノチューブが含まれているかどうかを判断できます。

単層カーボンナノチューブの磁気特性

カーボン ナノチューブは、異方性および反磁性という独特の磁気特性を備えており、軟強磁性材料として使用できます。特定の構造を有する単層カーボンナノチューブの中には超電導性を有するものもあり、超電導線材として利用できます。

単層カーボンナノチューブのガス貯蔵性能

単層カーボンナノチューブの一次元の管状構造と長さ対直径の比が大きいため、中空の管空洞は強い毛細管効果を持ち、独特の吸着、ガス貯蔵、浸透特性を備えています。既存の研究報告によると、単層カーボンナノチューブは他の従来の水素貯蔵材料をはるかに上回る最大の水素貯蔵容量を有する吸着材料であり、水素燃料電池の開発促進に貢献するとされています。

単層カーボンナノチューブの触媒活性

単層カーボンナノチューブは、優れた電子伝導性、高い化学的安定性、および大きな比表面積（SSA）を備えています。触媒や触媒担体として使用でき、より高い触媒活性を有します。従来の不均一系触媒でも、電極触媒や光触媒でも、単層カーボンナノチューブは大きな応用可能性を示しています。

広州虹武は、さまざまな長さ、純度（91-99%）、官能化タイプの高品質で安定した品質の単層カーボンナノチューブを供給しています。分散もカスタマイズ可能です。