Sebagai nanomaterial satu dimensi yang paling mewakili,nanotube karbon berdinding tunggal(SWCNTs) mempunyai banyak sifat fizikal dan kimia yang sangat baik. Dengan penyelidikan mendalam yang berterusan mengenai asas dan penerapan nanotube karbon berdinding tunggal, mereka telah menunjukkan prospek aplikasi yang luas dalam banyak bidang, termasuk peranti elektronik nano, penambah bahan komposit, media penyimpanan tenaga, pemangkin dan pembawa pemangkin, sensor, pemancar medan,

Sifat mekanikal nanotube karbon berdinding tunggal

Atom karbon nanotube karbon berdinding tunggal digabungkan dengan ikatan kovalen CC yang sangat kuat. Ia berspekulasi dari struktur bahawa mereka mempunyai kekuatan paksi yang tinggi, bremsstrahlung dan modulus elastik. Penyelidik mengukur kekerapan getaran akhir CNTs bebas dan mendapati bahawa modulus nanotube karbon muda boleh mencapai 1TPA, yang hampir sama dengan modulus Young berlian, iaitu kira -kira 5 kali keluli. SWCNT mempunyai kekuatan paksi yang sangat tinggi, kira -kira 100 kali keluli; Ketegangan elastik nanotube karbon berdinding tunggal adalah 5%, sehingga 12%, iaitu kira-kira 60 kali keluli. CNT mempunyai ketangguhan dan kebolehkerjaan yang sangat baik.

Nanotube karbon berdinding tunggal adalah bala bantuan yang sangat baik untuk bahan komposit, yang boleh memberikan sifat mekanik yang sangat baik untuk bahan komposit, supaya bahan komposit menunjukkan kekuatan, ketangguhan, keanjalan dan ketahanan keletihan yang mereka tidak asalnya. Dari segi nanoprob, nanotube karbon boleh digunakan untuk membuat pengimbasan tips dengan resolusi yang lebih tinggi dan kedalaman pengesanan yang lebih tinggi.

Sifat elektrik nanotube karbon berdinding tunggal

Struktur tiub lingkaran nanotube karbon berdinding tunggal menentukan sifat elektrik yang unik dan cemerlang. Kajian teoritis telah menunjukkan bahawa disebabkan oleh pengangkutan balistik elektron dalam nanotube karbon, kapasiti pembawa semasa mereka adalah setinggi 109a/cm2, iaitu 1000 kali lebih tinggi daripada tembaga dengan kekonduksian yang baik. Diameter nanotube karbon berdinding tunggal adalah kira-kira 2nm, dan pergerakan elektron di dalamnya mempunyai tingkah laku kuantum. Dipengaruhi oleh fizik kuantum, kerana diameter dan mod lingkaran perubahan SWCNT, jurang tenaga band valensi dan jalur konduksi boleh diubah dari hampir sifar hingga 1EV, kekonduksiannya boleh menjadi logam dan semikonduktor, jadi kekonduksian nanotube karbon dapat diselaraskan dengan mengubah sudut dan diameter cair. Setakat ini, tiada bahan lain yang didapati seperti nanotube karbon berdinding tunggal juga boleh menyesuaikan jurang tenaga dengan hanya mengubah susunan atom.

Nanotube karbon, seperti grafit dan berlian, adalah konduktor terma yang sangat baik. Seperti kekonduksian elektrik mereka, nanotube karbon juga mempunyai kekonduksian terma paksi yang sangat baik dan bahan konduktif terma yang ideal. Pengiraan teoritis menunjukkan bahawa sistem pengaliran haba nanotube karbon (CNT) mempunyai laluan bebas purata fonon yang besar, fonon boleh ditularkan dengan lancar di sepanjang paip, dan kekonduksian terma paksi adalah kira-kira 6600W/m • K atau lebih, yang sama dengan kekonduksian termal grafik tunggal. Para penyelidik mengukur bahawa kekonduksian terma suhu bilik nanotube karbon berdinding tunggal (SWCNT) adalah hampir 3500W/m • k, yang jauh lebih besar daripada berlian dan grafit (~ 2000W/m • k). Walaupun prestasi pertukaran haba nanotube karbon dalam arah paksi adalah sangat tinggi, prestasi pertukaran haba mereka dalam arah menegak adalah agak rendah, dan nanotube karbon dibatasi oleh sifat geometri mereka sendiri, dan kadar pengembangannya hampir sifar, sehingga banyak nanotube karbon yang dibundel ke dalam satu bundle, panas tidak akan dipindahkan dari satu karbon nanot untuk satu karbon nanot.

Kekonduksian terma yang sangat baik bagi nanotube karbon berdinding tunggal (SWCNTs) dianggap sebagai bahan yang sangat baik untuk permukaan sentuhan radiator generasi akan datang, yang boleh menjadikan mereka agen kekonduksian terma untuk radiator cip CPU komputer pada masa akan datang. Radiator CPU nanotube karbon, yang permukaan sentuhan dengan CPU sepenuhnya diperbuat daripada nanotube karbon, mempunyai kekonduksian terma 5 kali dari bahan tembaga yang biasa digunakan. Pada masa yang sama, nanotube karbon berdinding tunggal mempunyai prospek aplikasi yang baik dalam bahan komposit kekonduksian terma yang tinggi dan boleh digunakan dalam pelbagai komponen suhu tinggi seperti enjin dan roket.

Sifat optik nanotube karbon berdinding tunggal

Struktur unik nanotube karbon berdinding tunggal telah mencipta sifat optiknya yang unik. Spektroskopi Raman, spektroskopi pendarfluor dan spektroskopi inframerah ultraviolet-visible telah digunakan secara meluas dalam kajian sifat optiknya. Spektroskopi Raman adalah alat pengesanan yang paling biasa digunakan untuk nanotube karbon berdinding tunggal. Mod getaran ciri-ciri nanotube karbon berdinding tunggal mod getaran pernafasan (RBM) muncul pada kira-kira 200nm. RBM boleh digunakan untuk menentukan struktur mikro nanotube karbon dan menentukan sama ada sampel mengandungi nanotube karbon berdinding tunggal.

Sifat magnet nanotube karbon berdinding tunggal

Nanotube karbon mempunyai sifat magnet yang unik, yang merupakan anisotropik dan diamagnet, dan boleh digunakan sebagai bahan ferromagnet lembut. Sesetengah nanotube karbon berdinding tunggal dengan struktur tertentu juga mempunyai superkonduktiviti dan boleh digunakan sebagai wayar superconducting.

Prestasi penyimpanan gas nanotube karbon berdinding tunggal

Struktur tiub satu dimensi dan nisbah panjang-ke-diameter yang besar dari nanotube karbon berdinding tunggal menjadikan rongga tiub berongga mempunyai kesan kapilari yang kuat, sehingga ia mempunyai penjerapan unik, penyimpanan gas dan ciri-ciri penyusupan. Menurut laporan penyelidikan yang sedia ada, nanotube karbon berdinding tunggal adalah bahan penjerapan dengan kapasiti penyimpanan hidrogen terbesar, jauh melebihi bahan penyimpanan hidrogen tradisional yang lain, dan akan membantu menggalakkan pembangunan sel bahan api hidrogen.

Aktiviti pemangkin nanotube karbon berdinding tunggal

Nanotube karbon berdinding tunggal mempunyai kekonduksian elektronik yang sangat baik, kestabilan kimia yang tinggi dan kawasan permukaan khusus yang besar (SSA). Mereka boleh digunakan sebagai pemangkin atau pembawa pemangkin, dan mempunyai aktiviti pemangkin yang lebih tinggi. Tidak kira dalam pemangkinan heterogen tradisional, atau dalam elektrokatalisis dan fotokatalisis, nanotube karbon berdinding tunggal telah menunjukkan potensi aplikasi yang hebat.

Guangzhou Hongwu membekalkan nanotube karbon berdinding yang tinggi dan stabil dengan panjang yang berbeza, kesucian (91-99%), jenis yang berfungsi. Juga penyebaran boleh disesuaikan.