როგორც ყველაზე წარმომადგენლობითი ერთგანზომილებიანი ნანომასალა,ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები(SWCNTs) აქვს მრავალი შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისება.ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების ძირითადი და გამოყენების უწყვეტი სიღრმისეული კვლევებით, მათ აჩვენეს გამოყენების ფართო პერსპექტივები მრავალ სფეროში, მათ შორის ნანო ელექტრონული მოწყობილობები, კომპოზიტური მასალების გამაძლიერებლები, ენერგიის შესანახი მედია, კატალიზატორები და კატალიზატორების მატარებლები, სენსორები, ველი. ემიტერები, გამტარ ფილმები, ბიო-ნანო მასალები და ა.შ., რომელთაგან ზოგიერთმა უკვე მიაღწია სამრეწველო გამოყენებას.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების მექანიკური თვისებები

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების ნახშირბადის ატომები შერწყმულია ძალიან ძლიერ CC კოვალენტურ ბმებთან.სტრუქტურიდან ვარაუდობენ, რომ მათ აქვთ მაღალი ღერძული სიძლიერე, ბრემსტრაჰლუნგი და ელასტიურობის მოდული.მკვლევარებმა გაზომეს CNT-ების თავისუფალი ბოლოების ვიბრაციის სიხშირე და დაადგინეს, რომ იანგის ნახშირბადის ნანომილების მოდული შეიძლება მიაღწიოს 1Tpa-ს, რაც თითქმის უდრის იანგის ალმასის მოდულს, რაც დაახლოებით 5-ჯერ აღემატება ფოლადის.SWCNT-ებს აქვთ უკიდურესად მაღალი ღერძული სიმტკიცე, ის დაახლოებით 100-ჯერ აღემატება ფოლადს;ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების ელასტიური დაძაბვა არის 5%, 12%-მდე, რაც დაახლოებით 60-ჯერ აღემატება ფოლადის.CNT-ს აქვს შესანიშნავი გამძლეობა და მოქნილობა.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები შესანიშნავი გამაგრებაა კომპოზიციური მასალებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ თავიანთი შესანიშნავი მექანიკური თვისებები გადასცენ კომპოზიციურ მასალებს, ისე, რომ კომპოზიციურმა მასალებმა აჩვენონ სიმტკიცე, სიმტკიცე, ელასტიურობა და დაღლილობის წინააღმდეგობა, რაც მათ თავდაპირველად არ გააჩნდათ.ნანოზონდების თვალსაზრისით, ნახშირბადის ნანომილები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სკანირების ზონდის წვერების დასამზადებლად უფრო მაღალი გარჩევადობით და უფრო დიდი სიღრმით.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების ელექტრული თვისებები

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების სპირალური მილისებური სტრუქტურა განსაზღვრავს მის უნიკალურ და შესანიშნავ ელექტრულ თვისებებს.თეორიულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ნახშირბადის ნანომილაკებში ელექტრონების ბალისტიკური ტრანსპორტირების გამო, მათი დენის გამტარუნარიანობა 109A/cm2-ს აღწევს, რაც 1000-ჯერ აღემატება კარგი გამტარობის მქონე სპილენძს.ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილის დიამეტრი დაახლოებით 2 ნმ-ია და მასში ელექტრონების მოძრაობას აქვს კვანტური ქცევა.კვანტური ფიზიკის ზეგავლენით, რადგან იცვლება SWCNT დიამეტრი და სპირალური რეჟიმი, ვალენტობის დიაპაზონის ენერგეტიკული უფსკრული და გამტარობის დიაპაზონი შეიძლება შეიცვალოს თითქმის ნულიდან 1eV-მდე, მისი გამტარობა შეიძლება იყოს მეტალური და ნახევარგამტარი, ამიტომ ნახშირბადის ნანომილების გამტარობა შეიძლება. რეგულირდება ჩირალურობის კუთხისა და დიამეტრის შეცვლით.ჯერჯერობით, არცერთი სხვა ნივთიერება არ არის აღმოჩენილი, რომელიც ჰგავს ერთკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს, რომელსაც შეუძლია ანალოგიურად შეცვალოს ენერგიის უფსკრული ატომების განლაგების უბრალოდ შეცვლით.

ნახშირბადის ნანომილები, როგორიცაა გრაფიტი და ბრილიანტი, შესანიშნავი თერმული გამტარებია.მათი ელექტრული გამტარობის მსგავსად, ნახშირბადის ნანომილებს ასევე აქვთ შესანიშნავი ღერძული თბოგამტარობა და იდეალური თბოგამტარ მასალაა.თეორიული გამოთვლები აჩვენებს, რომ ნახშირბადის ნანომილაკს (CNT) სითბოგამტარ სისტემას აქვს ფონონების საშუალო თავისუფალი გზა, ფონონები შეიძლება შეუფერხებლად გადაიცეს მილის გასწვრივ და მისი ღერძული თბოგამტარობა არის დაახლოებით 6600 W/m•K ან მეტი, რაც მსგავსია ერთშრიანი გრაფენის თბოგამტარობა.მკვლევარებმა გაზომეს, რომ ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილის (SWCNT) ოთახის ტემპერატურის თბოგამტარობა უახლოვდება 3500 W/m•K, რაც ბევრად აღემატება ალმასის და გრაფიტისას (~2000W/m•K).მიუხედავად იმისა, რომ ნახშირბადის ნანომილები ღერძულ მიმართულებით ძალიან მაღალია, მათი სითბოს გაცვლის შესრულება ვერტიკალური მიმართულებით შედარებით დაბალია და ნახშირბადის ნანომილები შეზღუდულია საკუთარი გეომეტრიული თვისებებით და მათი გაფართოების სიჩქარე თითქმის ნულის ტოლია. ნახშირბადის ნანომილები, რომლებიც შეფუთულია შეკვრაში, სითბო არ გადაეცემა ერთი ნახშირბადის ნანომილაკიდან მეორეზე.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების (SWCNTs) შესანიშნავი თერმული კონდუქტომეტრი ითვლება შესანიშნავ მასალად შემდეგი თაობის რადიატორების საკონტაქტო ზედაპირისთვის, რაც მათ მომავალში შეიძლება გახდეს თბოგამტარობის აგენტი კომპიუტერული პროცესორის ჩიპური რადიატორებისთვის.ნახშირბადის ნანომილის CPU რადიატორი, რომლის საკონტაქტო ზედაპირი CPU-სთან მთლიანად დამზადებულია ნახშირბადის ნანომილებისაგან, აქვს თერმული კონდუქტომეტრი 5-ჯერ აღემატება ჩვეულებრივ სპილენძის მასალებს.ამავდროულად, ერთკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს აქვთ გამოყენების კარგი პერსპექტივები მაღალი თბოგამტარობის კომპოზიტურ მასალებში და მათი გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა მაღალი ტემპერატურის კომპონენტებში, როგორიცაა ძრავები და რაკეტები.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების ოპტიკური თვისებები

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების უნიკალურმა სტრუქტურამ შექმნა მისი უნიკალური ოპტიკური თვისებები.რამანის სპექტროსკოპია, ფლუორესცენციული სპექტროსკოპია და ულტრაიისფერი ხილვადი ინფრაწითელი სპექტროსკოპია ფართოდ გამოიყენება მისი ოპტიკური თვისებების შესასწავლად.რამანის სპექტროსკოპია არის ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების გამოვლენის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ინსტრუმენტი.ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების რგოლის სუნთქვის ვიბრაციის რეჟიმის (RBM) დამახასიათებელი ვიბრაციის რეჟიმი ჩნდება დაახლოებით 200 ნმ.RBM შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახშირბადის ნანომილების მიკროსტრუქტურის დასადგენად და იმის დასადგენად, შეიცავს თუ არა ნიმუში ერთკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების მაგნიტური თვისებები

ნახშირბადის ნანომილებს აქვთ უნიკალური მაგნიტური თვისებები, რომლებიც არის ანისოტროპული და დიამაგნიტური და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც რბილი ფერომაგნიტური მასალა.ზოგიერთი ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილაკი სპეციფიკური სტრუქტურით ასევე აქვს ზეგამტარობა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზეგამტარ მავთულებად.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების გაზის შესანახი შესრულება

ერთგანზომილებიანი ტუბულარული სტრუქტურა და ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების დიდი სიგრძისა და დიამეტრის თანაფარდობა ხდის ღრუ მილის ღრუს ძლიერ კაპილარულ ეფექტს, ასე რომ მას აქვს უნიკალური ადსორბციის, გაზის შენახვისა და ინფილტრაციის მახასიათებლები.არსებული კვლევის ანგარიშების მიხედვით, ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები არის ადსორბციული მასალები წყალბადის შენახვის ყველაზე დიდი სიმძლავრით, რაც ბევრად აღემატება სხვა ტრადიციულ წყალბადის შესანახ მასალებს და ხელს შეუწყობს წყალბადის საწვავის უჯრედების განვითარებას.

ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების კატალიზური აქტივობა

ერთკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს აქვთ შესანიშნავი ელექტრონული გამტარობა, მაღალი ქიმიური სტაბილურობა და დიდი სპეციფიური ზედაპირის ფართობი (SSA).ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორები ან კატალიზატორის მატარებლები და აქვთ უფრო მაღალი კატალიზური აქტივობა.არ აქვს მნიშვნელობა ტრადიციულ ჰეტეროგენულ კატალიზში, ან ელექტროკატალიზსა და ფოტოკატალიზს, ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები აჩვენეს გამოყენების დიდი პოტენციალი.

Guangzhou Hongwu აწვდის მაღალი და სტაბილური ხარისხის ერთკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს სხვადასხვა სიგრძით, სისუფთავით (91-99%), ფუნქციონალიზებული ტიპებით.ასევე დისპერსიის მორგება შესაძლებელია.