როგორც ყველაზე წარმომადგენელი ერთგანზომილებიანი ნანომასტერი,მარტოხელა ნახშირბადის ნანოტუბები（SWCNTS） აქვს მრავალი შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისება. უწყვეტი სიღრმისეული გამოკვლევით ერთჯერადი მარცვლოვანი ნახშირბადის ნანოტუბების ძირითადი და გამოყენების შესახებ, მათ აჩვენეს მრავალფეროვანი გამოყენების პერსპექტივები მრავალ სფეროში, მათ შორის ნანო ელექტრონული მოწყობილობები, კომპოზიციური მასალების გამაძლიერებლები, ენერგიის შენახვის მედია, კატალიზატორები და კატალიზატორი, სენსორები, საველე ემიტერები, გამტარ ფილმები, ბიო-ნანო მასალები და ა.შ.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების მექანიკური თვისებები

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების ნახშირბადის ატომები გაერთიანებულია ძალიან ძლიერი CC კოვალენტური ობლიგაციებით. სტრუქტურიდან ვარაუდობენ, რომ მათ აქვთ მაღალი ღერძული სიძლიერე, Bremsstrahlung და ელასტიური მოდული. მკვლევარებმა შეაფასეს ვიბრაციის სიხშირე CNT- ების თავისუფალი დასასრულის და დაადგინეს, რომ ნახშირბადის ნანოტუბების ახალგაზრდა მოდულას შეუძლია მიაღწიოს 1TPA- ს, რაც თითქმის ტოლია ალმასის ახალგაზრდა მოდულთან, რაც ფოლადის დაახლოებით 5 -ჯერ მეტია. SWCNT– ებს აქვთ ძალიან მაღალი ღერძული ძალა, ეს დაახლოებით 100 -ჯერ მეტია ფოლადის; ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების ელასტიური შტამი არის 5%, 12%-მდე, რაც ფოლადის დაახლოებით 60-ჯერ მეტია. CNT- ს აქვს შესანიშნავი სიმკაცრე და მომატება.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბები შესანიშნავი გამაგრებაა კომპოზიციური მასალებისთვის, რომელთაც შეუძლიათ თავიანთი შესანიშნავი მექანიკური თვისებები კომპოზიციურ მასალებს გადასცეს, ისე, რომ კომპოზიციურ მასალებს აჩვენებენ სიძლიერეს, სიმკაცრეს, ელასტიურობას და დაღლილობის წინააღმდეგობას, რომელსაც ისინი თავდაპირველად არ ფლობენ. ნანოპრობების თვალსაზრისით, ნახშირბადის ნანოტუბები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სკანირების გამოძიების რჩევების უფრო მაღალი რეზოლუციით და გამოვლენის უფრო დიდი სიღრმეზე.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების ელექტრული თვისებები

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების სპირალური ტუბულარული სტრუქტურა განსაზღვრავს მის უნიკალურ და შესანიშნავ ელექტრულ თვისებებს. თეორიულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ნახშირბადის ნანოტუბებში ელექტრონების ბალისტიკური ტრანსპორტირების გამო, მათი ამჟამინდელი ტევადობის სიმძლავრე ისეთივეა, როგორც 109 ა/სმ 2, რაც 1000-ჯერ აღემატება სპილენძს კარგი გამტარობით. ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბის დიამეტრი დაახლოებით 2 ნმ არის, ხოლო მასში ელექტრონების მოძრაობას აქვს კვანტური ქცევა. კვანტური ფიზიკით დაზარალებული, როგორც SWCNT ცვლილების დიამეტრი და სპირალური რეჟიმი, ვალენტური ჯგუფის და გამტარობის ჯგუფის ენერგეტიკული უფსკრული შეიძლება შეიცვალოს თითქმის ნულიდან 1EV– მდე, მისი გამტარობა შეიძლება იყოს მეტალური და ნახევარგამტარული, ამიტომ ნახშირბადის ნანოტუბების გამტარობა შეიძლება მორგებული იქნას ჭირულობის კუთხის და დიამეტრის შეცვლით. ჯერჯერობით, არცერთი სხვა ნივთიერება არ აღმოჩნდა, რომ ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებს ანალოგიურად არ შეუძლიათ ენერგიის უფსკრული შეცვალონ ატომების მოწყობის შეცვლით.

ნახშირბადის ნანოტუბები, როგორიცაა გრაფიტი და ბრილიანტი, შესანიშნავი თერმული დირიჟორები არიან. მათი ელექტრული გამტარობის მსგავსად, ნახშირბადის ნანოტუბებს ასევე აქვთ შესანიშნავი ღერძული თერმული კონდუქტომეტრული და იდეალური თერმული გამტარ მასალებია. თეორიული გამოთვლები აჩვენებს, რომ ნახშირბადის ნანოტუბის （CNT） სითბოს გამტარობის სისტემას აქვს ფონონების დიდი საშუალო თავისუფალი გზა, ფონონები შეიძლება შეუფერხებლად გადაიტანონ მილის გასწვრივ, ხოლო მისი ღერძულ თერმული კონდუქტომეტრულია დაახლოებით 6600 ვ/მ • k ან მეტი, რაც მსგავსია ერთჯერადი ლაიერ გრაფენის თერმული გამტარობის შესახებ. მკვლევარებმა შეაფასეს, რომ ოთახის ტემპერატურის თერმული კონდუქტომეტრული ერთჯერადი ნახშირბადის ნანოტუბის （SWCNT） ახლოს არის 3500W/M • K, რაც ბევრად აღემატება ბრილიანტს და გრაფიტს (~ 2000W/M • K). მიუხედავად იმისა, რომ ღერძული მიმართულებით ნახშირორჟანგის ნანოტუბების სითბოს გაცვლის შესრულება ძალიან მაღალია, მათი სითბოს გაცვლის შესრულება ვერტიკალური მიმართულებით შედარებით დაბალია, ხოლო ნახშირბადის ნანოტუბები შემოიფარგლება საკუთარი გეომეტრიული თვისებებით, ხოლო მათი გაფართოების სიჩქარე თითქმის ნულოვანია, ასე რომ, ბევრი ნახშირბადის ნანოტუბებიც კი არ გადაიტანება ერთი ნახშირბადის ნანოტუბიდან სხვაზე.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების შესანიშნავი თერმული კონდუქტომეტრული (SWCNTs) განიხილება, როგორც შესანიშნავი მასალა შემდეგი თაობის რადიატორების საკონტაქტო ზედაპირისთვის, რამაც მათ შეუძლია მომავალში კომპიუტერული CPU- ს ჩიპის რადიატორების თერმული გამტარობის აგენტი გახადოს. ნახშირბადის ნანოტუბის CPU რადიატორს, რომლის CPU- სთან კონტაქტის ზედაპირი მთლიანად დამზადებულია ნახშირბადის ნანოტუბებისგან, აქვს თერმული კონდუქტომეტრული 5 -ჯერ, ვიდრე ჩვეულებრივ გამოყენებული სპილენძის მასალები. ამავდროულად, ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებს აქვთ კარგი გამოყენების პერსპექტივები მაღალი თერმული კონდუქტომეტრული კომპოზიციური მასალებში და მისი გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა მაღალი ტემპერატურის კომპონენტებში, როგორიცაა ძრავები და რაკეტები.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების ოპტიკური თვისებები

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების უნიკალურმა სტრუქტურამ შექმნა თავისი უნიკალური ოპტიკური თვისებები. რამანის სპექტროსკოპია, ფლუორესცენტური სპექტროსკოპია და ულტრაიისფერი ხილული-ნაზი ინფრაწითელი სპექტროსკოპია ფართოდ იქნა გამოყენებული მისი ოპტიკური თვისებების შესწავლაში. რამანის სპექტროსკოპია არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული გამოვლენის ინსტრუმენტი ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებისთვის. ერთჯერადი კედლის ნახშირბადის ნანოტუბების რგოლის სუნთქვის ვიბრაციის რეჟიმში (RBM) დამახასიათებელი ვიბრაციის რეჟიმი ჩანს დაახლოებით 200 ნმ. RBM შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახშირბადის ნანოტუბების მიკროსტრუქტურის დასადგენად და იმის დადგენა, შეიცავს თუ არა ნიმუში ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებს.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების მაგნიტური თვისებები

ნახშირბადის ნანოტუბებს აქვთ უნიკალური მაგნიტური თვისებები, რომლებიც ანისოტროპული და დიამაგნიტურია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც რბილი ფერომაგნიტური მასალები. ზოგიერთ ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბს, რომელსაც აქვს სპეციფიკური სტრუქტურები, ასევე აქვს სუპერგამტარობას და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სუპერგამტარი მავთულები.

ერთჯერადი ნახშირბადის ნანოტუბების გაზის შენახვის შესრულება

ერთგანზომილებიანი ტუბულარული სტრუქტურა და ერთჯერადი კედლის ნახშირბადის ნანოტუბების დიდი სიგრძე-დიამეტრის თანაფარდობა ღრუ მილის ღრუს აქვს ძლიერი კაპილარული ეფექტი, ისე, რომ მას აქვს უნიკალური ადსორბცია, გაზის შენახვა და ინფილტრაციის მახასიათებლები. არსებული კვლევითი ცნობების თანახმად, ერთჯერადი კედლის ნახშირბადის ნანოტუბები არის ადსორბციული მასალები, რომელთაც აქვთ ყველაზე დიდი წყალბადის შესანახი სიმძლავრე, ბევრად აღემატება წყალბადის შენახვის სხვა ტრადიციულ მასალებს და ხელს შეუწყობს წყალბადის საწვავის უჯრედების განვითარებას.

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბების კატალიზური მოქმედება

ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებს აქვთ შესანიშნავი ელექტრონული გამტარობა, მაღალი ქიმიური სტაბილურობა და დიდი სპეციფიკური ზედაპირი (SSA). ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორი ან კატალიზატორი მატარებლები და აქვთ უფრო მაღალი კატალიტიკური მოქმედება. არ აქვს მნიშვნელობა ტრადიციულ ჰეტეროგენულ კატალიზში, ან ელექტროკატალიზისა და ფოტოკატალიზაციის დროს, ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბებმა აჩვენა დიდი გამოყენების პოტენციალი.

Guangzhou Hongwu ამარაგებს მაღალი და სტაბილური ხარისხის ერთჯერადი კედლის ნახშირბადის ნანოტუბებს სხვადასხვა სიგრძით, სიწმინდით (91-99%), ფუნქციონალიზებული ტიპები. ასევე შესაძლებელია დისპერსიის მორგება.