Som det mest representative endimensjonale nanomaterialet,enkeltveggede karbon nanorør(SWCNT) har mange utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper.Med kontinuerlig dyptgående forskning på grunnleggende og anvendelse av enkeltveggede karbon-nanorør, har de vist brede bruksmuligheter på mange felt, inkludert nanoelektroniske enheter, komposittmaterialeforsterkere, energilagringsmedier, katalysatorer og katalysatorbærere, sensorer, felt emittere, ledende filmer, bio-nanomaterialer, etc., hvorav noen allerede har oppnådd industrielle anvendelser.

Mekaniske egenskaper til enkeltveggede karbon nanorør

Karbonatomene til enkeltveggede karbon-nanorør er kombinert med veldig sterke CC-kovalente bindinger.Det spekuleres fra strukturen at de har høy aksial styrke, bremsstrahlung og elastisitetsmodul.Forskere målte vibrasjonsfrekvensen til den frie enden av CNT-er og fant at Youngs modul av karbon-nanorør kan nå 1Tpa, som er nesten lik Youngs modul til diamant, som er omtrent 5 ganger den for stål.SWCNT-er har ekstremt høy aksial styrke, den er omtrent 100 ganger større enn stål;den elastiske belastningen til enkeltveggede nanorør i karbon er 5 %, opptil 12 %, som er omtrent 60 ganger større enn stål.CNT har utmerket seighet og bøybarhet.

Enkelveggede karbon nanorør er utmerkede forsterkninger for komposittmaterialer, som kan gi sine utmerkede mekaniske egenskaper til komposittmaterialer, slik at komposittmaterialer viser styrken, seigheten, elastisiteten og utmattelsesmotstanden som de ikke opprinnelig har.Når det gjelder nanoprober, kan karbon-nanorør brukes til å lage skanneprobespisser med høyere oppløsning og større deteksjonsdybde.

Elektriske egenskaper til enkeltveggede karbon nanorør

Den spiralformede rørformede strukturen til enkeltveggede karbon nanorør bestemmer dens unike og utmerkede elektriske egenskaper.Teoretiske studier har vist at på grunn av ballistisk transport av elektroner i karbon-nanorør, er strømbærende kapasitet til dem så høy som 109A/cm2, som er 1000 ganger høyere enn kobber med god ledningsevne.Diameteren til et enkeltvegget karbon nanorør er omtrent 2nm, og bevegelsen av elektroner i det har kvanteadferd.Påvirket av kvantefysikk, når diameteren og spiralmodusen til SWCNT endres, kan energigapet til valensbåndet og ledningsbåndet endres fra nesten null til 1eV, dens ledningsevne kan være metallisk og halvledende, slik at ledningsevnen til karbon-nanorør kan justeres ved å endre chiralitetsvinkel og diameter.Så langt har ingen andre stoffer blitt funnet å være som enkeltveggede karbon-nanorør kan på samme måte justere energigapet ved ganske enkelt å endre arrangementet av atomer.

Karbon nanorør, som grafitt og diamant, er utmerkede termiske ledere.I likhet med deres elektriske ledningsevne, har karbon nanorør også utmerket aksial termisk ledningsevne og er ideelle varmeledende materialer.Teoretiske beregninger viser at karbon nanorøret (CNT) varmeledningssystemet har en stor gjennomsnittlig fri bane av fononer, fononer kan overføres jevnt langs røret, og dens aksiale varmeledningsevne er omtrent 6600W/m•K eller mer, som ligner på den termiske ledningsevnen til enkeltlags grafen.Forskerne målte at romtemperaturens varmeledningsevne til enkeltveggede karbon-nanorør (SWCNT) er nær 3500W/m•K, som er mye høyere enn diamant og grafitt (~2000W/m•K).Selv om varmevekslingsytelsen til karbonnanorør i aksial retning er veldig høy, er varmevekslingsytelsen deres i vertikal retning relativt lav, og karbonnanorør er begrenset av sine egne geometriske egenskaper, og deres ekspansjonshastighet er nesten null, så selv mange karbon nanorør buntet inn i en bunt, vil ikke varme overføres fra ett karbon nanorør til et annet.

Den utmerkede termiske ledningsevnen til enkeltveggede karbon-nanorør (SWCNTs) anses å være et utmerket materiale for kontaktflaten til neste generasjons radiatorer, noe som kan gjøre dem til et termisk ledningsevnemiddel for datamaskin-CPU-brikkeradiatorer i fremtiden.Karbonnanorør-CPU-radiatoren, hvis kontaktflate med CPU-en i sin helhet er laget av karbon-nanorør, har en varmeledningsevne som er 5 ganger høyere enn vanlige kobbermaterialer.Samtidig har enkeltveggede karbon nanorør gode bruksmuligheter i komposittmaterialer med høy varmeledningsevne og kan brukes i ulike høytemperaturkomponenter som motorer og raketter.

Optiske egenskaper til enkeltveggede karbon nanorør

Den unike strukturen til enkeltveggede karbon nanorør har skapt sine unike optiske egenskaper.Raman-spektroskopi, fluorescensspektroskopi og ultrafiolett-synlig-nær infrarød spektroskopi har blitt mye brukt i studiet av dens optiske egenskaper.Raman-spektroskopi er det mest brukte deteksjonsverktøyet for enkeltveggede karbon-nanorør.Den karakteristiske vibrasjonsmodusen til enkeltveggede karbon-nanorør ringpustevibrasjonsmodus (RBM) vises ved omtrent 200 nm.RBM kan brukes til å bestemme mikrostrukturen til karbon nanorør og bestemme om prøven inneholder enkeltveggede karbon nanorør.

Magnetiske egenskaper til enkeltveggede karbon nanorør

Karbonnanorør har unike magnetiske egenskaper, som er anisotrope og diamagnetiske, og kan brukes som myke ferromagnetiske materialer.Noen enkeltveggede karbon nanorør med spesifikke strukturer har også superledning og kan brukes som superledende ledninger.

Gasslagringsytelse for enkeltveggede karbon nanorør

Den endimensjonale rørstrukturen og det store lengde-til-diameter-forholdet mellom enkeltveggede karbon-nanorør gjør at hulrørshulen har en sterk kapillæreffekt, slik at den har unike adsorpsjons-, gasslagrings- og infiltrasjonsegenskaper.I følge eksisterende forskningsrapporter er enkeltveggede karbon-nanorør adsorpsjonsmaterialene med størst hydrogenlagringskapasitet, langt over andre tradisjonelle hydrogenlagringsmaterialer, og vil bidra til å fremme utviklingen av hydrogenbrenselceller.

Den katalytiske aktiviteten til enkeltveggede karbon nanorør

Enkelveggede karbon nanorør har utmerket elektronisk ledningsevne, høy kjemisk stabilitet og stort spesifikt overflateareal (SSA).De kan brukes som katalysatorer eller katalysatorbærere, og har høyere katalytisk aktivitet.Uansett i tradisjonell heterogen katalyse, eller i elektrokatalyse og fotokatalyse, har enkeltveggede karbon nanorør vist store anvendelsespotensialer.

Guangzhou Hongwu leverer enkelveggede nanorør av høy og stabil kvalitet med forskjellig lengde, renhet (91-99%), funksjonaliserte typer.Også spredning kan tilpasses.