सर्वात प्रातिनिधिक एक-आयामी नॅनोमटेरियल म्हणून,सिंगल-भिंती कार्बन नॅनोट्यूब(SWCNTs) मध्ये अनेक उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत.एकल-भिंतीच्या कार्बन नॅनोट्यूबच्या मूलभूत आणि अनुप्रयोगावर सतत सखोल संशोधनाने, त्यांनी नॅनो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, संमिश्र सामग्री वर्धक, ऊर्जा साठवण माध्यमे, उत्प्रेरक आणि उत्प्रेरक वाहक, सेन्सर, फील्ड यासह अनेक क्षेत्रांमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग संभावना दर्शविल्या आहेत. उत्सर्जक, प्रवाहकीय चित्रपट, जैव-नॅनो मटेरियल इ., यापैकी काहींनी आधीच औद्योगिक उपयोग प्राप्त केला आहे.

एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचे यांत्रिक गुणधर्म

एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचे कार्बन अणू अतिशय मजबूत CC सहसंयोजक बंधांसह एकत्र केले जातात.संरचनेवरून असे अनुमान लावले जाते की त्यांच्याकडे उच्च अक्षीय शक्ती, ब्रेमस्ट्राहलुंग आणि लवचिक मॉड्यूलस आहेत.संशोधकांनी CNTs च्या मुक्त टोकाची कंपन वारंवारता मोजली आणि असे आढळले की कार्बन नॅनोट्यूबचे यंगचे मॉड्यूलस 1Tpa पर्यंत पोहोचू शकते, जे यंगच्या डायमंडच्या मॉड्यूलसच्या जवळपास आहे, जे स्टीलच्या 5 पट आहे.SWCNTs मध्ये अत्यंत उच्च अक्षीय शक्ती असते, ती स्टीलच्या 100 पट आहे;सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचा लवचिक ताण 5% आहे, 12% पर्यंत, जो स्टीलच्या सुमारे 60 पट आहे.सीएनटीमध्ये उत्कृष्ट कडकपणा आणि वाकण्याची क्षमता आहे.

एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूब हे संमिश्र सामग्रीसाठी उत्कृष्ट मजबुतीकरण आहेत, जे त्यांचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म संमिश्र पदार्थांना देऊ शकतात, जेणेकरून संमिश्र सामग्री ताकद, कणखरपणा, लवचिकता आणि थकवा प्रतिकार दर्शविते जी त्यांच्याकडे मुळात नसते.नॅनोप्रोबच्या संदर्भात, कार्बन नॅनोट्यूबचा वापर उच्च रिझोल्यूशनसह आणि शोधण्याच्या अधिक खोलीसह स्कॅनिंग प्रोब टिप्स करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

एकल-भिंतीच्या कार्बन नॅनोट्यूबचे विद्युत गुणधर्म

सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबची सर्पिल ट्यूबलर रचना त्याचे अद्वितीय आणि उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म निर्धारित करते.सैद्धांतिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की कार्बन नॅनोट्यूबमधील इलेक्ट्रॉनच्या बॅलिस्टिक वाहतुकीमुळे, त्यांची वर्तमान वाहून नेण्याची क्षमता 109A/cm2 इतकी जास्त आहे, जी चांगली चालकता असलेल्या तांब्याच्या तुलनेत 1000 पट जास्त आहे.एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचा व्यास सुमारे 2nm आहे आणि त्यातील इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीमध्ये क्वांटम वर्तन आहे.क्वांटम फिजिक्सच्या प्रभावामुळे, SWCNT चा व्यास आणि सर्पिल मोड बदलल्यामुळे, व्हॅलेन्स बँड आणि वहन बँडमधील ऊर्जा अंतर जवळजवळ शून्य ते 1eV पर्यंत बदलले जाऊ शकते, त्याची चालकता धातू आणि अर्धसंवाहक असू शकते, त्यामुळे कार्बन नॅनोट्यूबची चालकता कमी होऊ शकते. चिरालिटी कोन आणि व्यास बदलून समायोजित केले जाऊ शकते.आत्तापर्यंत, एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबसारखा दुसरा कोणताही पदार्थ अणूंची मांडणी बदलून त्याचप्रमाणे ऊर्जा अंतर समायोजित करू शकतो असे आढळले नाही.

ग्रेफाइट आणि डायमंड सारखे कार्बन नॅनोट्यूब उत्कृष्ट थर्मल कंडक्टर आहेत.त्यांच्या विद्युत चालकतेप्रमाणे, कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये देखील उत्कृष्ट अक्षीय थर्मल चालकता असते आणि ते आदर्श थर्मल प्रवाहकीय पदार्थ असतात.सैद्धांतिक गणना दर्शविते की कार्बन नॅनोट्यूब (CNT) उष्णता वाहक प्रणालीमध्ये फोनॉन्सचा एक मोठा सरासरी मुक्त मार्ग आहे, फोनन्स पाईपच्या बाजूने सहजतेने प्रसारित केले जाऊ शकतात आणि तिची अक्षीय थर्मल चालकता सुमारे 6600W/m•K किंवा अधिक आहे, जे समान आहे सिंगल-लेयर ग्राफीनची थर्मल चालकता.संशोधकांनी मोजले की सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूब (SWCNT) ची खोली तापमान थर्मल चालकता 3500W/m•K च्या जवळ आहे, जी डायमंड आणि ग्रेफाइट (~2000W/m•K) पेक्षा खूप जास्त आहे.जरी अक्षीय दिशेने कार्बन नॅनोट्यूबची उष्णता विनिमय कार्यक्षमता खूप जास्त असली तरी, उभ्या दिशेने त्यांची उष्णता विनिमय कार्यप्रदर्शन तुलनेने कमी आहे, आणि कार्बन नॅनोट्यूब त्यांच्या स्वत: च्या भौमितिक गुणधर्मांद्वारे मर्यादित आहेत, आणि त्यांचा विस्तार दर जवळजवळ शून्य आहे, त्यामुळे अनेक एका बंडलमध्ये बंडल केलेल्या कार्बन नॅनोट्यूब, उष्णता एका कार्बन नॅनोट्यूबमधून दुसऱ्यामध्ये हस्तांतरित केली जाणार नाही.

सिंगल-वॉल्ड कार्बन नॅनोट्यूब (SWCNTs) ची उत्कृष्ट थर्मल चालकता पुढील पिढीच्या रेडिएटर्सच्या संपर्क पृष्ठभागासाठी उत्कृष्ट सामग्री मानली जाते, ज्यामुळे भविष्यात संगणक CPU चिप रेडिएटर्ससाठी थर्मल चालकता एजंट बनू शकते.कार्बन नॅनोट्यूब CPU रेडिएटर, ज्याची CPU सह संपर्क पृष्ठभाग संपूर्णपणे कार्बन नॅनोट्यूबपासून बनलेली आहे, सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या तांबे सामग्रीच्या 5 पट थर्मल चालकता आहे.त्याच वेळी, एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये उच्च थर्मल चालकता संमिश्र सामग्रीमध्ये चांगल्या अनुप्रयोगाची शक्यता असते आणि ते इंजिन आणि रॉकेटसारख्या विविध उच्च-तापमान घटकांमध्ये वापरले जाऊ शकतात.

सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचे ऑप्टिकल गुणधर्म

सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबच्या अद्वितीय संरचनेने त्याचे अद्वितीय ऑप्टिकल गुणधर्म तयार केले आहेत.रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, फ्लूरोसेन्स स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि अल्ट्राव्हायोलेट-दृश्य-नजीक इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपीचा त्याच्या ऑप्टिकल गुणधर्मांच्या अभ्यासासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे.रामन स्पेक्ट्रोस्कोपी हे एकल-भिंतीच्या कार्बन नॅनोट्यूबसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे शोध साधन आहे.सिंगल-वॉल्ड कार्बन नॅनोट्यूब रिंग ब्रीदिंग व्हायब्रेशन मोड (RBM) चे वैशिष्ट्यपूर्ण कंपन मोड सुमारे 200nm वर दिसते.RBM चा वापर कार्बन नॅनोट्यूबची सूक्ष्म रचना निर्धारित करण्यासाठी आणि नमुन्यात एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचा समावेश आहे की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबचे चुंबकीय गुणधर्म

कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये अद्वितीय चुंबकीय गुणधर्म आहेत, जे अॅनिसोट्रॉपिक आणि डायमॅग्नेटिक आहेत आणि मऊ फेरोमॅग्नेटिक पदार्थ म्हणून वापरले जाऊ शकतात.विशिष्ट संरचना असलेल्या काही सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये सुपरकंडक्टिव्हिटी देखील असते आणि ती सुपरकंडक्टिंग वायर म्हणून वापरली जाऊ शकते.

एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबची गॅस स्टोरेज कामगिरी

एक-आयामी ट्यूबलर रचना आणि एकल-भिंतीच्या कार्बन नॅनोट्यूबच्या मोठ्या लांबी-ते-व्यास गुणोत्तरामुळे पोकळ नळीच्या पोकळीवर मजबूत केशिका प्रभाव असतो, ज्यामुळे त्यात अद्वितीय शोषण, वायू संचयन आणि घुसखोरी वैशिष्ट्ये असतात.विद्यमान संशोधन अहवालांनुसार, एकल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूब ही सर्वात जास्त हायड्रोजन साठवण क्षमता असलेली शोषण सामग्री आहे, जी इतर पारंपारिक हायड्रोजन साठवण सामग्रीपेक्षा खूप जास्त आहे आणि हायड्रोजन इंधन पेशींच्या विकासास प्रोत्साहन देईल.

एकल-भिंतीच्या कार्बन नॅनोट्यूबची उत्प्रेरक क्रिया

सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक चालकता, उच्च रासायनिक स्थिरता आणि मोठे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्र (SSA) असते.ते उत्प्रेरक किंवा उत्प्रेरक वाहक म्हणून वापरले जाऊ शकतात आणि त्यांच्याकडे उच्च उत्प्रेरक क्रियाकलाप आहे.पारंपारिक विषम उत्प्रेरक, किंवा इलेक्ट्रोकॅटॅलिसिस आणि फोटोकॅटॅलिसिसमध्ये काहीही फरक पडत नाही, सिंगल-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबने उत्कृष्ट अनुप्रयोग क्षमता दर्शविली आहे.

ग्वांगझू हाँगवू उच्च आणि स्थिर दर्जाच्या सिंगल वॉल्ड कार्बन नॅनोट्यूबचा पुरवठा भिन्न लांबी, शुद्धता (91-99%), कार्यशील प्रकारांसह.तसेच फैलाव सानुकूलित केले जाऊ शकते.