Kā reprezentatīvākais viendimensijas nanomateriāls,vienas sienas oglekļa nanocaurules(SWCNT) ir daudzas izcilas fizikālās un ķīmiskās īpašības.Nepārtraukti padziļināti pētījumi par vienas sienas oglekļa nanocauruļu pamatiem un pielietojumu, tie ir parādījuši plašas pielietojuma perspektīvas daudzās jomās, tostarp nano elektroniskās ierīcēs, kompozītmateriālu pastiprinātājos, enerģijas uzglabāšanas nesējos, katalizatoros un katalizatora nesējos, sensoros, lauka apstākļos. emitenti, vadošas plēves, bionano materiāli utt., no kuriem daži jau ir izmantoti rūpniecībā.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu mehāniskās īpašības

Vienas sienas oglekļa nanocaurules oglekļa atomi ir apvienoti ar ļoti spēcīgām CC kovalentajām saitēm.Pēc konstrukcijas tiek uzskatīts, ka tiem ir augsta aksiālā izturība, bremsstrahlung un elastības modulis.Pētnieki izmērīja CNT brīvā gala vibrācijas frekvenci un atklāja, ka Younga oglekļa nanocauruļu modulis var sasniegt 1Tpa, kas ir gandrīz vienāds ar Jaga dimanta moduli, kas ir aptuveni 5 reizes lielāks nekā tērauda modulis.SWCNT ir ārkārtīgi augsta aksiālā izturība, tā ir aptuveni 100 reizes lielāka nekā tēraudam;vienas sienas oglekļa nanocaurules elastīgais celms ir 5%, līdz 12%, kas ir apmēram 60 reizes lielāks nekā tēraudam.CNT ir lieliska stingrība un lokāmība.

Vienas sienas oglekļa nanocaurules ir lielisks kompozītmateriālu pastiprinājums, kas var piešķirt kompozītmateriāliem to izcilās mehāniskās īpašības, lai kompozītmateriāliem būtu tāda izturība, stingrība, elastība un noguruma izturība, kāda tiem sākotnēji nebija.Runājot par nanozondēm, oglekļa nanocaurules var izmantot, lai izgatavotu skenēšanas zondes galus ar augstāku izšķirtspēju un lielāku noteikšanas dziļumu.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu elektriskās īpašības

Viensienu oglekļa nanocauruļu spirālveida cauruļveida struktūra nosaka to unikālās un lieliskās elektriskās īpašības.Teorētiskie pētījumi ir parādījuši, ka, pateicoties elektronu ballistiskajai transportēšanai oglekļa nanocaurulēs, to strāvas caurlaides spēja ir 109 A/cm2, kas ir 1000 reizes lielāka nekā vara ar labu vadītspēju.Vienas sienas oglekļa nanocaurules diametrs ir aptuveni 2 nm, un elektronu kustībai tajā ir kvantu uzvedība.Kvantu fizikas ietekmē, mainoties SWCNT diametram un spirālveida režīmam, valences joslas un vadīšanas joslas enerģijas spraugu var mainīt no gandrīz nulles līdz 1eV, tās vadītspēja var būt metāliska un pusvadoša, tāpēc oglekļa nanocauruļu vadītspēja var var pielāgot, mainot hiralitātes leņķi un diametru.Līdz šim nav atrasta neviena cita viela, kas līdzinātos vienas sienas oglekļa nanocaurulēm, kas varētu līdzīgi pielāgot enerģijas spraugu, vienkārši mainot atomu izvietojumu.

Oglekļa nanocaurules, piemēram, grafīts un dimants, ir lieliski siltuma vadītāji.Tāpat kā to elektrovadītspēja, oglekļa nanocaurulēm ir arī lieliska aksiālā siltumvadītspēja, un tās ir ideāli siltumvadoši materiāli.Teorētiskie aprēķini liecina, ka oglekļa nanocaurules (CNT) siltuma vadīšanas sistēmai ir liels vidējais brīvais fononu ceļš, fononus var vienmērīgi pārraidīt pa cauruli, un tās aksiālā siltumvadītspēja ir aptuveni 6600 W/m•K vai vairāk, kas ir līdzīga viena slāņa grafēna siltumvadītspēja.Pētnieki noteica, ka vienas sienas oglekļa nanocaurules (SWCNT) siltumvadītspēja istabas temperatūrā ir tuvu 3500 W/m•K, kas ir daudz lielāka nekā dimanta un grafīta siltumvadītspēja (~2000 W/m•K).Lai gan oglekļa nanocauruļu siltumapmaiņas veiktspēja aksiālā virzienā ir ļoti augsta, to siltuma apmaiņas veiktspēja vertikālā virzienā ir salīdzinoši zema, un oglekļa nanocaurules ierobežo to pašu ģeometriskās īpašības, un to izplešanās ātrums ir gandrīz nulle, tāpēc pat daudzi oglekļa nanocaurules, kas apvienotas saišķī, ​​siltums netiks pārnests no vienas oglekļa nanocaurules uz otru.

Viensienu oglekļa nanocauruļu (SWCNT) lieliskā siltumvadītspēja tiek uzskatīta par lielisku materiālu nākamās paaudzes radiatoru kontaktvirsmai, kas nākotnē var padarīt tos par siltuma vadītspējas līdzekli datoru CPU mikroshēmu radiatoriem.Oglekļa nanocaurules CPU radiatoram, kura saskares virsma ar CPU ir pilnībā izgatavota no oglekļa nanocaurulēm, siltumvadītspēja ir 5 reizes lielāka nekā parasti izmantotajiem vara materiāliem.Tajā pašā laikā vienas sienas oglekļa nanocaurulēm ir labas pielietošanas iespējas kompozītmateriālos ar augstu siltumvadītspēju, un tās var izmantot dažādos augstas temperatūras komponentos, piemēram, dzinējos un raķetēs.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu optiskās īpašības

Viensienu oglekļa nanocauruļu unikālā struktūra ir radījusi tās unikālās optiskās īpašības.Tā optisko īpašību izpētē plaši izmantota Ramana spektroskopija, fluorescences spektroskopija un ultravioletā redzamā infrasarkanā starojuma spektroskopija.Ramana spektroskopija ir visbiežāk izmantotais vienas sienas oglekļa nanocauruļu noteikšanas rīks.Vienas sienas oglekļa nanocauruļu gredzenveida elpošanas vibrācijas režīma (RBM) raksturīgais vibrācijas režīms parādās pie aptuveni 200 nm.RBM var izmantot, lai noteiktu oglekļa nanocauruļu mikrostruktūru un noteiktu, vai paraugā ir vienas sienas oglekļa nanocaurules.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu magnētiskās īpašības

Oglekļa nanocaurulēm ir unikālas magnētiskās īpašības, kas ir anizotropas un diamagnētiskas, un tās var izmantot kā mīkstus feromagnētiskus materiālus.Dažām vienas sienas oglekļa nanocaurulēm ar specifiskām struktūrām ir arī supravadītspēja, un tās var izmantot kā supravadošus vadus.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu gāzes uzglabāšanas veiktspēja

Viendimensijas cauruļveida struktūra un viensienu oglekļa nanocauruļu lielā garuma un diametra attiecība padara dobās caurules dobumu ar spēcīgu kapilāru efektu, tāpēc tai ir unikālas adsorbcijas, gāzes uzglabāšanas un infiltrācijas īpašības.Saskaņā ar esošajiem pētījumu ziņojumiem vienas sienas oglekļa nanocaurules ir adsorbcijas materiāli ar lielāko ūdeņraža uzglabāšanas jaudu, kas ievērojami pārsniedz citus tradicionālos ūdeņraža uzglabāšanas materiālus un palīdzēs veicināt ūdeņraža kurināmā elementu attīstību.

Vienas sienas oglekļa nanocauruļu katalītiskā aktivitāte

Vienas sienas oglekļa nanocaurulēm ir lieliska elektroniskā vadītspēja, augsta ķīmiskā stabilitāte un liels īpatnējais virsmas laukums (SSA).Tos var izmantot kā katalizatorus vai katalizatora nesējus, un tiem ir augstāka katalītiskā aktivitāte.Neatkarīgi no tradicionālās neviendabīgās katalīzes vai elektrokatalīzes un fotokatalīzes vienas sienas oglekļa nanocaurules ir parādījušas lielu pielietojuma potenciālu.

Guangzhou Hongwu piegādā augstas un stabilas kvalitātes vienas sienas oglekļa nanocaurules ar dažādu garumu, tīrību (91-99%), funkcionāliem veidiem.Arī dispersiju var pielāgot.