ഏറ്റവും പ്രാതിനിധ്യമുള്ള ഏകമാന നാനോ മെറ്റീരിയൽ എന്ന നിലയിൽ,ഒറ്റ ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ(SWCNTs) നിരവധി മികച്ച ഭൗതിക രാസ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ അടിസ്ഥാനപരവും പ്രയോഗവും സംബന്ധിച്ച തുടർച്ചയായ ആഴത്തിലുള്ള ഗവേഷണത്തിലൂടെ, നാനോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയൽ എൻഹാൻസറുകൾ, എനർജി സ്റ്റോറേജ് മീഡിയ, കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ, കാറ്റലിസ്റ്റ് കാരിയറുകൾ, സെൻസറുകൾ, ഫീൽഡ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി മേഖലകളിൽ അവർ വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകൾ കാണിച്ചു. എമിറ്ററുകൾ, ചാലക ഫിലിമുകൾ, ബയോ-നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ മുതലായവ, അവയിൽ ചിലത് ഇതിനകം വ്യാവസായിക പ്രയോഗങ്ങൾ നേടിയിട്ടുണ്ട്.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ വളരെ ശക്തമായ CC കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന അച്ചുതണ്ട് ശക്തിയും ബ്രെംസ്ട്രാഹ്ലുംഗും ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസും ഉണ്ടെന്ന് ഘടനയിൽ നിന്ന് ഊഹിക്കപ്പെടുന്നു. ഗവേഷകർ CNT-കളുടെ ഫ്രീ എൻഡ് വൈബ്രേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി അളന്നു, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ യങ്ങിൻ്റെ മോഡുലസിന് 1Tpa-യിൽ എത്താൻ കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി, ഇത് യങ്ങിൻ്റെ ഡയമണ്ട് മോഡുലസിന് തുല്യമാണ്, ഇത് ഉരുക്കിൻ്റെ 5 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. SWCNT-കൾക്ക് വളരെ ഉയർന്ന അച്ചുതണ്ട് ശക്തിയുണ്ട്, ഇത് ഉരുക്കിൻ്റെ 100 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്; ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ ഇലാസ്റ്റിക് സ്‌ട്രെയിൻ 5% ആണ്, 12% വരെ, ഇത് ഉരുക്കിൻ്റെ 60 ഇരട്ടിയാണ്. CNTക്ക് മികച്ച കാഠിന്യവും വളവുമുണ്ട്.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ സംയോജിത വസ്തുക്കൾക്കുള്ള മികച്ച ബലപ്പെടുത്തലാണ്, അവയ്ക്ക് അവയുടെ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സംയോജിത പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് നൽകാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ സംയോജിത വസ്തുക്കൾ അവയ്ക്ക് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഇല്ലാത്ത ശക്തി, കാഠിന്യം, ഇലാസ്തികത, ക്ഷീണം പ്രതിരോധം എന്നിവ കാണിക്കുന്നു. നാനോപ്രോബുകളുടെ കാര്യത്തിൽ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സ്കാനിംഗ് പ്രോബ് നുറുങ്ങുകൾ ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനും കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള ഡിറ്റക്ഷനും ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ സർപ്പിള ട്യൂബുലാർ ഘടന അതിൻ്റെ സവിശേഷവും മികച്ചതുമായ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാലിസ്റ്റിക് ഗതാഗതം കാരണം, അവയുടെ കറൻ്റ്-വാഹകശേഷി 109A/cm2 വരെ ഉയർന്നതാണെന്ന് സൈദ്ധാന്തിക പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് നല്ല ചാലകതയുള്ള ചെമ്പിനെക്കാൾ 1000 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. ഒരൊറ്റ മതിലുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബിൻ്റെ വ്യാസം ഏകദേശം 2nm ആണ്, അതിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനത്തിന് ക്വാണ്ടം സ്വഭാവമുണ്ട്. ക്വാണ്ടം ഫിസിക്‌സ് ബാധിക്കുന്നത്, SWCNT യുടെ വ്യാസവും സർപ്പിള രീതിയും മാറുന്നതിനനുസരിച്ച്, വാലൻസ് ബാൻഡിൻ്റെയും ചാലക ബാൻഡിൻ്റെയും ഊർജ്ജ വിടവ് ഏതാണ്ട് പൂജ്യത്തിൽ നിന്ന് 1eV ആയി മാറ്റാൻ കഴിയും, അതിൻ്റെ ചാലകത ലോഹവും അർദ്ധചാലകവുമാകാം, അതിനാൽ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ ചാലകത സാധ്യമാണ്. ചിരാലിറ്റി കോണും വ്യാസവും മാറ്റിക്കൊണ്ട് ക്രമീകരിക്കാം. ഒരൊറ്റ ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്ക് സമാനമായി ആറ്റങ്ങളുടെ ക്രമീകരണം മാറ്റി ഊർജ്ജ വിടവ് ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ മറ്റൊരു പദാർത്ഥവും ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല.

ഗ്രാഫൈറ്റ്, ഡയമണ്ട് തുടങ്ങിയ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ മികച്ച താപ ചാലകങ്ങളാണ്. അവയുടെ വൈദ്യുതചാലകത പോലെ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്കും മികച്ച അക്ഷീയ താപ ചാലകതയുണ്ട്, അവ അനുയോജ്യമായ താപ ചാലക വസ്തുക്കളാണ്. സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകൾ കാണിക്കുന്നത് കാർബൺ നാനോട്യൂബ് (CNT) താപ ചാലക സംവിധാനത്തിന് ഫോണണുകളുടെ ഒരു വലിയ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാതയുണ്ടെന്നും, ഫോണുകൾ പൈപ്പിലൂടെ സുഗമമായി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമെന്നും, അതിൻ്റെ അച്ചുതണ്ട താപ ചാലകത ഏകദേശം 6600W/m•K അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതലാണ്, ഇതിന് സമാനമാണ് ഒറ്റ-പാളി ഗ്രാഫീനിൻ്റെ താപ ചാലകത. ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബിൻ്റെ (SWCNT) മുറിയിലെ താപനില താപ ചാലകത 3500W/m•K-ന് അടുത്താണെന്ന് ഗവേഷകർ അളന്നു, ഇത് ഡയമണ്ട്, ഗ്രാഫൈറ്റ് (~2000W/m•K) എന്നിവയേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. അച്ചുതണ്ട ദിശയിലുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ താപ വിനിമയ പ്രകടനം വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിലും, ലംബ ദിശയിലുള്ള അവയുടെ താപ വിനിമയ പ്രകടനം താരതമ്യേന കുറവാണ്, കൂടാതെ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ അവയുടെ സ്വന്തം ജ്യാമിതീയ ഗുണങ്ങളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, അവയുടെ വികാസ നിരക്ക് ഏതാണ്ട് പൂജ്യമാണ്. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഒരു ബണ്ടിൽ ബണ്ടിൽ ചെയ്യുന്നു, ചൂട് ഒരു കാർബൺ നാനോട്യൂബിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറ്റില്ല.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ (എസ്‌ഡബ്ല്യുസിഎൻടി) മികച്ച താപ ചാലകത അടുത്ത തലമുറ റേഡിയറുകളുടെ കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലത്തിനുള്ള മികച്ച മെറ്റീരിയലായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഭാവിയിൽ കമ്പ്യൂട്ടർ സിപിയു ചിപ്പ് റേഡിയറുകളുടെ താപ ചാലകത ഏജൻ്റാക്കി മാറ്റും. കാർബൺ നാനോട്യൂബ് സിപിയു റേഡിയേറ്ററിന്, സിപിയുവുമായുള്ള കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലം പൂർണ്ണമായും കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതാണ്, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചെമ്പ് വസ്തുക്കളേക്കാൾ 5 മടങ്ങ് താപ ചാലകതയുണ്ട്. അതേ സമയം, ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്ക് ഉയർന്ന താപ ചാലകത സംയോജിത വസ്തുക്കളിൽ നല്ല പ്രയോഗ സാധ്യതകളുണ്ട്, കൂടാതെ എഞ്ചിനുകളും റോക്കറ്റുകളും പോലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വിവിധ ഘടകങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ അതുല്യമായ ഘടന അതിൻ്റെ തനതായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു. രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി, ഫ്ലൂറസെൻസ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി, അൾട്രാവയലറ്റ്-വിസിബിൾ-നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി എന്നിവ ഇതിൻ്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്കായി ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണമാണ് രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി. ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ റിംഗ് ബ്രീത്തിംഗ് വൈബ്രേഷൻ മോഡിൻ്റെ (RBM) സ്വഭാവ വൈബ്രേഷൻ മോഡ് ഏകദേശം 200nm-ൽ ദൃശ്യമാകുന്നു. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ നിർണ്ണയിക്കാനും സാമ്പിളിൽ ഒറ്റ ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഉണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാനും RBM ഉപയോഗിക്കാം.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ

കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്ക് സവിശേഷമായ കാന്തിക ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അവ അനിസോട്രോപിക്, ഡയമാഗ്നെറ്റിക്, മൃദുവായ ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളായി ഉപയോഗിക്കാം. പ്രത്യേക ഘടനകളുള്ള ചില ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്കും സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി ഉണ്ട്, അവ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് വയറുകളായി ഉപയോഗിക്കാം.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ വാതക സംഭരണ ​​പ്രകടനം

ഒറ്റ-മതിലുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ ഏകമാനമായ ട്യൂബുലാർ ഘടനയും വലിയ നീളവും വ്യാസവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതവും പൊള്ളയായ ട്യൂബ് അറയ്ക്ക് ശക്തമായ കാപ്പിലറി പ്രഭാവം ഉണ്ടാക്കുന്നു, അങ്ങനെ അതിന് സവിശേഷമായ അഡോർപ്ഷൻ, വാതക സംഭരണം, നുഴഞ്ഞുകയറ്റ സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുണ്ട്. നിലവിലുള്ള ഗവേഷണ റിപ്പോർട്ടുകൾ പ്രകാരം, ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഏറ്റവും വലിയ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​ശേഷിയുള്ള, മറ്റ് പരമ്പരാഗത ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​വസ്തുക്കളെക്കാളും, ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സെല്ലുകളുടെ വികസനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ ഉത്തേജക പ്രവർത്തനം

ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്ക് മികച്ച ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകത, ഉയർന്ന രാസ സ്ഥിരത, വലിയ നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം (എസ്എസ്എ) ഉണ്ട്. അവ ഉൽപ്രേരകങ്ങളായോ ഉൽപ്രേരക വാഹകരായോ ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ ഉയർന്ന ഉത്തേജക പ്രവർത്തനവുമുണ്ട്. പരമ്പരാഗത വൈവിധ്യമാർന്ന കാറ്റാലിസിസ്, അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോകാറ്റാലിസിസ്, ഫോട്ടോകാറ്റാലിസിസ് എന്നിവയിൽ കാര്യമില്ല, ഒറ്റ-ഭിത്തിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ വലിയ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ കാണിക്കുന്നു.

വ്യത്യസ്ത നീളം, പരിശുദ്ധി (91-99%), പ്രവർത്തനക്ഷമമായ തരങ്ങൾ എന്നിവയുള്ള ഉയർന്നതും സുസ്ഥിരവുമായ ഗുണമേന്മയുള്ള സിംഗിൾ വാൾഡ് കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഗ്വാങ്‌ഷോ ഹോങ്‌വു വിതരണം ചെയ്യുന്നു. ഡിസ്പർഷൻ ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാനും കഴിയും.