Como o nanomaterial unidimensional mais representativo,nanotubos de carbono de parede simples（SWCNTs） têm excelentes propriedades físicas e químicas.Com a pesquisa contínua e aprofundada sobre a base e a aplicação de nanotubos de carbono de parede simples, eles mostraram amplas perspectivas de aplicação em muitos campos, incluindo dispositivos nanoeletrônicos, aprimoradores de materiais compósitos, mídia de armazenamento de energia, catalisadores e transportadores de catalisadores, sensores, campo emissores, filmes condutores, bio-nano materiais, etc., alguns dos quais já alcançaram aplicações industriais.

Propriedades mecânicas de nanotubos de carbono de parede simples

Os átomos de carbono dos nanotubos de carbono de parede simples são combinados com ligações covalentes CC muito fortes.Especula-se pela estrutura que eles têm alta resistência axial, bremsstrahlung e módulo de elasticidade.Os pesquisadores mediram a frequência de vibração da extremidade livre dos NTCs e descobriram que o módulo de Young dos nanotubos de carbono pode chegar a 1Tpa, que é quase igual ao módulo de Young do diamante, que é cerca de 5 vezes o do aço.Os SWCNTs têm resistência axial extremamente alta, cerca de 100 vezes a do aço;a deformação elástica dos nanotubos de carbono de parede simples é de 5%, até 12%, o que é cerca de 60 vezes maior que a do aço.CNT tem excelente tenacidade e capacidade de dobra.

Os nanotubos de carbono de parede única são excelentes reforços para materiais compósitos, que podem conferir suas excelentes propriedades mecânicas aos materiais compósitos, de modo que os materiais compósitos mostrem a força, tenacidade, elasticidade e resistência à fadiga que originalmente não possuem.Em termos de nanossondas, os nanotubos de carbono podem ser usados ​​para fazer pontas de sondas de varredura com maior resolução e maior profundidade de detecção.

Propriedades elétricas de nanotubos de carbono de parede simples

A estrutura tubular espiral dos nanotubos de carbono de parede única determina suas propriedades elétricas únicas e excelentes.Estudos teóricos mostraram que, devido ao transporte balístico de elétrons em nanotubos de carbono, a capacidade de transporte de corrente deles chega a 109A/cm2, que é 1000 vezes maior que a do cobre com boa condutividade.O diâmetro de um nanotubo de carbono de parede simples é de cerca de 2 nm, e o movimento dos elétrons nele tem comportamento quântico.Afetado pela física quântica, à medida que o diâmetro e o modo espiral do SWCNT mudam, a lacuna de energia da banda de valência e da banda de condução pode ser alterada de quase zero para 1eV, sua condutividade pode ser metálica e semicondutora, de modo que a condutividade dos nanotubos de carbono pode ser ajustado alterando o ângulo e o diâmetro da quiralidade.Até agora, nenhuma outra substância foi encontrada como nanotubos de carbono de parede simples que podem ajustar a lacuna de energia simplesmente alterando o arranjo dos átomos.

Nanotubos de carbono, como grafite e diamante, são excelentes condutores térmicos.Assim como sua condutividade elétrica, os nanotubos de carbono também possuem excelente condutividade térmica axial e são materiais condutores térmicos ideais.Cálculos teóricos mostram que o sistema de condução de calor de nanotubo de carbono (CNT) tem um grande caminho livre médio de fônons, fônons podem ser transmitidos suavemente ao longo do tubo e sua condutividade térmica axial é de cerca de 6600W/m•K ou mais, que é semelhante a a condutividade térmica do grafeno de camada única.Os pesquisadores mediram que a condutividade térmica à temperatura ambiente do nanotubo de carbono de parede simples (SWCNT) é próxima a 3500W/m•K, que é muito maior do que a do diamante e grafite (~2000W/m•K).Embora o desempenho de troca de calor dos nanotubos de carbono na direção axial seja muito alto, seu desempenho de troca de calor na direção vertical é relativamente baixo, e os nanotubos de carbono são limitados por suas próprias propriedades geométricas e sua taxa de expansão é quase zero, portanto, mesmo muitos nanotubos de carbono agrupados em um feixe, o calor não será transferido de um nanotubo de carbono para outro.

A excelente condutividade térmica dos nanotubos de carbono de parede única (SWCNTs) é considerada um excelente material para a superfície de contato dos radiadores de próxima geração, o que pode torná-los um agente de condutividade térmica para radiadores de chip de CPU de computador no futuro.O radiador de nanotubos de carbono da CPU, cuja superfície de contato com a CPU é inteiramente feita de nanotubos de carbono, tem uma condutividade térmica 5 vezes maior do que os materiais de cobre comumente usados.Ao mesmo tempo, os nanotubos de carbono de parede simples têm boas perspectivas de aplicação em materiais compósitos de alta condutividade térmica e podem ser usados ​​em vários componentes de alta temperatura, como motores e foguetes.

Propriedades ópticas de nanotubos de carbono de parede simples

A estrutura única dos nanotubos de carbono de parede única criou suas propriedades ópticas únicas.A espectroscopia Raman, a espectroscopia de fluorescência e a espectroscopia de ultravioleta-visível-infravermelho próximo têm sido amplamente utilizadas no estudo de suas propriedades ópticas.A espectroscopia Raman é a ferramenta de detecção mais comumente usada para nanotubos de carbono de parede simples.O modo de vibração característico de nanotubos de carbono de parede única em modo de vibração de respiração (RBM) aparece em cerca de 200 nm.RBM pode ser usado para determinar a microestrutura de nanotubos de carbono e determinar se a amostra contém nanotubos de carbono de parede simples.

Propriedades magnéticas de nanotubos de carbono de parede simples

Os nanotubos de carbono têm propriedades magnéticas únicas, que são anisotrópicas e diamagnéticas, e podem ser usados ​​como materiais ferromagnéticos macios.Alguns nanotubos de carbono de parede única com estruturas específicas também possuem supercondutividade e podem ser usados ​​como fios supercondutores.

Desempenho de armazenamento de gás de nanotubos de carbono de parede simples

A estrutura tubular unidimensional e a grande relação comprimento-diâmetro dos nanotubos de carbono de parede única fazem com que a cavidade do tubo oco tenha um forte efeito capilar, de modo que tenha características únicas de adsorção, armazenamento de gás e infiltração.De acordo com os relatórios de pesquisa existentes, os nanotubos de carbono de parede simples são os materiais de adsorção com maior capacidade de armazenamento de hidrogênio, superando em muito outros materiais tradicionais de armazenamento de hidrogênio e ajudarão a promover o desenvolvimento de células de combustível de hidrogênio.

A atividade catalítica de nanotubos de carbono de parede simples

Nanotubos de carbono de parede única têm excelente condutividade eletrônica, alta estabilidade química e grande área de superfície específica (SSA).Eles podem ser usados ​​como catalisadores ou transportadores de catalisadores e possuem maior atividade catalítica.Tanto na catálise heterogênea tradicional, quanto na eletrocatálise e fotocatálise, os nanotubos de carbono de parede simples têm mostrado grande potencial de aplicação.

Guangzhou Hongwu fornece nanotubos de carbono de parede única de alta e qualidade estável com comprimento diferente, pureza (91-99%), tipos funcionalizados.Também a dispersão pode ser personalizada.