Jako najbardziej reprezentatywny jednowymiarowy nanomateriał,jednościenne nanorurki węglowe（SWCNT） mają wiele doskonałych właściwości fizycznych i chemicznych. Dzięki ciągłym dogłębnym badaniom na podstawie podstawowych i zastosowania jednościennych nanorurek węglowych wykazały one szerokie perspektywy zastosowania w wielu dziedzinach, w tym nano urządzenia elektroniczne, kompozytowe wzmacniacze materiałów, media magazynowe, katalizatory i katalizatory, czujniki, emitory polowe, folii przewodzące, folii biologiczne itp.

Właściwości mechaniczne jednościennych nanorurek węglowych

Atomy węgla jednościennych nanorurek węglowych łączą się z bardzo silnymi wiązaniami kowalencyjnymi CC. Z konstrukcji spekuluje się, że mają one wysoką wytrzymałość osiową, bremsstrahlung i moduł sprężystości. Naukowcy zmierzyli częstotliwość wibracji wolnego końca CNT i stwierdzili, że moduł młodych nanorurek węglowych może osiągnąć 1TPA, który jest prawie równy modułu Diamentu Younga, który jest około 5 razy większy niż stal. SWCNT mają wyjątkowo wysoką wytrzymałość osiową, jest około 100 razy większa niż stal; Elastyczne odkształcenie jednościennych nanorurek węglowych wynosi 5%, do 12%, co jest około 60 razy większe niż stal. CNT ma doskonałą wytrzymałość i zgięcie.

Jedno ściany nanorurki węglowe są doskonałymi wzmocnieniami dla materiałów kompozytowych, które mogą nadać swoje doskonałe właściwości mechaniczne materiałom kompozytowym, dzięki czemu materiały kompozytowe wykazywały wytrzymałość, wytrzymałość, elastyczność i odporność na zmęczenie, których pierwotnie nie posiadają. Jeśli chodzi o nanoproby, nanorurki węglowe mogą być stosowane do dokonywania sond skanujących o wyższej rozdzielczości i większej głębokości wykrywania.

Właściwości elektryczne jednościennych nanorurek węglowych

Spiralna struktura kanalików jednościennych nanorurek węglowych determinuje jej unikalne i doskonałe właściwości elektryczne. Badania teoretyczne wykazały, że z powodu transportu balistycznego elektronów w nanorurkach węglowych ich zdolność do przesiedlenia jest tak wysoka jak 109a/cm2, która jest 1000 razy wyższa niż w przypadku miedzi o dobrej przewodności. Średnica jednościennej nanorurki węglowej wynosi około 2 nm, a ruch elektronów ma zachowanie kwantowe. Dotknięte fizyką kwantową, ponieważ średnica i spiralna tryb SWCNT, szczelinę energii pasma walencyjnego i pasmo przewodzenia można zmienić z prawie zera na 1EV, jej przewodność może być metaliczna i półprzewodowa, więc przewodność nanorurków węglowych można dostosować poprzez zmianę kąta chiralności i średnicy. Jak dotąd żadna inna substancja nie okazała się jak jednościenna nanorurek węglowa, nie może podobnie dostosować szczeliny energii, po prostu zmieniając rozmieszczenie atomów.

Nanorurki węglowe, takie jak grafit i diament, są doskonałymi przewodami cieplnymi. Podobnie jak ich przewodność elektryczna, nanorurki węglowe mają również doskonałą osiową przewodność cieplną i są idealnymi materiałami przewodzącymi termicznie. Obliczenia teoretyczne pokazują, że nanorurka węglowa （CNT） System przewodzenia cieplnego ma dużą średnią wolną ścieżkę fononów, fonony można płynnie przesyłać wzdłuż rury, a jego osiowa przewodność cieplna wynosi około 6600 W/m • K lub więcej, co jest podobne do przewodnictwa cieplnego grafenu jednowarstwowego. Naukowcy zmierzyli, że przewodność cieplna w temperaturze pokojowej jednościennej nanorurki węglowej （SWCNT） jest blisko 3500 W/m • K, co jest znacznie większe niż w przypadku diamentu i grafitu (~ 2000 W/m • K). Chociaż wydajność wymiany cieplnej nanorurek węglowych w kierunku osiowym jest bardzo wysoka, ich wydajność wymiany ciepła w kierunku pionowym jest stosunkowo niski, a nanorurki węglowe są ograniczone własnymi właściwościami geometrycznymi, a ich szybkość ekspansji wynosi prawie zero, więc nawet wiele nanorurek węglowych zapakowanych w wiązkę, ciepło nie będzie przenoszone z jednego nanorurek węglowych.

Doskonała przewodność cieplna nanorurek węglowych (SWCNT) jest uważana za doskonały materiał na powierzchnię kontaktową grzejników nowej generacji, co może uczynić je środkiem przewodności cieplnej dla radioteratów procesora komputerowego w przyszłości. Krwawica procesora nanorurki węglowej, którego powierzchnia kontaktowa z procesorem jest całkowicie wykonana z nanorurek węglowych, ma przewodność cieplną 5 razy większą niż powszechnie stosowane materiały miedziane. Jednocześnie jednościenne nanorurki węglowe mają dobre perspektywy zastosowania w materiałach kompozytowych o wysokiej przewodności cieplnej i mogą być stosowane w różnych komponentach wysokotemperaturowych, takich jak silniki i rakiety.

Właściwości optyczne jednościennych nanorurek węglowych

Unikalna struktura jednościennych nanorurek węglowych stworzyła swoje unikalne właściwości optyczne. Spektroskopia ramanowska, spektroskopia fluorescencyjna i spektroskopia w podczerwieni w podczerwieni w dentrafiolecie-widocznym jest szeroko stosowana w badaniu jego właściwości optycznych. Spektroskopia Ramana jest najczęściej stosowanym narzędziem wykrywalnym dla jednościennych nanorurek węglowych. Charakterystyczny tryb wibracji jednościennych nanorurków węglowych tryb wibracji oddychania (RBM) pojawia się na około 200 nm. RBM może być stosowany do określenia mikrostruktury nanorurek węglowych i ustalenia, czy próbka zawiera jednościenne nanorurki węglowe.

Właściwości magnetyczne jednościennych nanorurek węglowych

Nanorurki węglowe mają unikalne właściwości magnetyczne, które są anizotropowe i diamagnetyczne, i mogą być stosowane jako miękkie materiały ferromagnetyczne. Niektóre jednościenne nanorurki węglowe o określonych strukturach mają również nadprzewodność i mogą być stosowane jako przewody nadprzewodnicze.

Wydajność magazynowania gazu jednościennych nanorurek węglowych

Jednopymiarowa struktura kanalikową i duży stosunek długości do średnicy nanorurek węglowych sprawiają, że pusta wnęka rurowa ma silny efekt kapilarny, dzięki czemu ma unikalną właściwości adsorpcji, magazynowania gazu i infiltracji. Według istniejących raportów badawczych, jednościenne nanorurki węglowe to materiały adsorpcyjne o największej pojemności wodoru, znacznie przekraczające inne tradycyjne materiały do ​​magazynowania wodoru i pomogą promować rozwój ogniw paliwowych wodorowych.

Aktywność katalityczna jednościennych nanorurek węglowych

Jedno ściany nanorurki węglowe mają doskonałą przewodność elektroniczną, wysoką stabilność chemiczną i dużą powierzchnię właściwą (SSA). Mogą być stosowane jako katalizatory lub nośniki katalizatora i mają wyższą aktywność katalityczną. Bez względu na tradycyjną heterogeniczną katalizę lub w elektrokatalizy i fotokatalizy, jednościenne nanorurki węglowe wykazały duże potencjały zastosowania.

Guangzhou Hongwu zapewnia wysoką i stabilną jakość nanorurek węglowych z pojedynczą ścianą o różnej długości, czystości (91-99%), funkcjonalizowanych typach. Dyspersja można również dostosować.