Как наиболее представительный одномерный наноматериал,одностенные углеродные нанотрубки(ОУНТ) обладают многими превосходными физическими и химическими свойствами.Благодаря непрерывным глубоким исследованиям основы и применения однослойных углеродных нанотрубок они показали широкие перспективы применения во многих областях, включая наноэлектронные устройства, усилители композитных материалов, носители энергии, катализаторы и носители катализаторов, датчики, полевые датчики. эмиттеры, проводящие пленки, бионаноматериалы и т. д., некоторые из которых уже нашли промышленное применение.

Механические свойства одностенных углеродных нанотрубок

Атомы углерода однослойных углеродных нанотрубок связаны очень сильными ковалентными связями СС.На основании структуры предполагается, что они обладают высокой осевой прочностью, тормозным излучением и модулем упругости.Исследователи измерили частоту колебаний свободного конца УНТ и обнаружили, что модуль Юнга углеродных нанотрубок может достигать 1 ТПа, что почти равно модулю Юнга алмаза, который примерно в 5 раз больше, чем у стали.ОСУНТ обладают чрезвычайно высокой осевой прочностью, примерно в 100 раз больше, чем у стали;упругая деформация одностенных углеродных нанотрубок составляет от 5% до 12%, что примерно в 60 раз больше, чем у стали.CNT обладает превосходной прочностью и гибкостью.

Одностенные углеродные нанотрубки являются отличными армирующими элементами для композитных материалов, которые могут придавать композиционным материалам свои превосходные механические свойства, так что композитные материалы демонстрируют прочность, ударную вязкость, эластичность и сопротивление усталости, которыми они изначально не обладали.Что касается нанозондов, углеродные нанотрубки можно использовать для изготовления наконечников сканирующих зондов с более высоким разрешением и большей глубиной обнаружения.

Электрические свойства одностенных углеродных нанотрубок

Спиральная трубчатая структура одностенных углеродных нанотрубок определяет их уникальные и превосходные электрические свойства.Теоретические исследования показали, что за счет баллистического транспорта электронов в углеродных нанотрубках их токонесущая способность достигает 109 А/см2, что в 1000 раз выше, чем у меди с хорошей проводимостью.Диаметр одностенной углеродной нанотрубки составляет около 2 нм, а движение электронов в ней носит квантовый характер.Под влиянием квантовой физики по мере изменения диаметра и спиральной моды ОУНТ энергетическая щель валентной зоны и зоны проводимости может изменяться почти от нуля до 1 эВ, ее проводимость может быть металлической и полупроводниковой, поэтому проводимость углеродных нанотрубок может можно регулировать, изменяя угол хиральности и диаметр.До сих пор не было обнаружено ни одного другого вещества, похожего на одностенные углеродные нанотрубки, которое могло бы аналогичным образом регулировать энергетическую щель, просто изменяя расположение атомов.

Углеродные нанотрубки, такие как графит и алмаз, являются отличными теплопроводниками.Как и их электропроводность, углеродные нанотрубки также обладают отличной осевой теплопроводностью и являются идеальными теплопроводными материалами.Теоретические расчеты показывают, что система теплопроводности углеродных нанотрубок (УНТ) имеет большую среднюю длину свободного пробега фононов, фононы могут плавно передаваться вдоль трубы, а ее осевая теплопроводность составляет около 6600 Вт/м•К или более, что аналогично теплопроводность однослойного графена.Исследователи измерили, что теплопроводность однослойной углеродной нанотрубки (SWCNT) при комнатной температуре близка к 3500 Вт/м•К, что намного больше, чем у алмаза и графита (~2000 Вт/м•К).Хотя характеристики теплообмена углеродных нанотрубок в осевом направлении очень высоки, их характеристики теплообмена в вертикальном направлении относительно низки, а углеродные нанотрубки ограничены своими геометрическими свойствами, а скорость их расширения почти равна нулю, поэтому даже многие углеродных нанотрубок, связанных в пучок, тепло не будет передаваться от одной углеродной нанотрубки к другой.

Превосходная теплопроводность одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) считается превосходным материалом для контактной поверхности радиаторов следующего поколения, что может сделать их теплопроводным агентом для радиаторов процессорных чипов компьютеров в будущем.Радиатор ЦП из углеродных нанотрубок, поверхность контакта которого с ЦП полностью состоит из углеродных нанотрубок, имеет теплопроводность в 5 раз больше, чем у обычно используемых медных материалов.В то же время одностенные углеродные нанотрубки имеют хорошие перспективы применения в композиционных материалах с высокой теплопроводностью и могут использоваться в различных высокотемпературных компонентах, таких как двигатели и ракеты.

Оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок

Уникальная структура одностенных углеродных нанотрубок обусловила их уникальные оптические свойства.При изучении его оптических свойств широко использовались рамановская спектроскопия, флуоресцентная спектроскопия и спектроскопия в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях.Рамановская спектроскопия является наиболее часто используемым инструментом обнаружения однослойных углеродных нанотрубок.Характерная колебательная мода одностенных углеродных нанотрубок кольцевая дышащая вибрационная мода (RBM) появляется примерно при 200 нм.RBM можно использовать для определения микроструктуры углеродных нанотрубок и определения того, содержит ли образец одностенные углеродные нанотрубки.

Магнитные свойства одностенных углеродных нанотрубок

Углеродные нанотрубки обладают уникальными магнитными свойствами, которые являются анизотропными и диамагнитными, и могут использоваться в качестве мягких ферромагнитных материалов.Некоторые одностенные углеродные нанотрубки с определенной структурой также обладают сверхпроводимостью и могут использоваться в качестве сверхпроводящих проводов.

Характеристики хранения газа из одностенных углеродных нанотрубок

Одномерная трубчатая структура и большое отношение длины к диаметру одностенных углеродных нанотрубок делают полость полой трубки обладающей сильным капиллярным эффектом, так что она обладает уникальными характеристиками адсорбции, хранения газа и инфильтрации.Согласно существующим исследовательским отчетам, одностенные углеродные нанотрубки являются адсорбционными материалами с наибольшей емкостью хранения водорода, намного превосходящей другие традиционные материалы для хранения водорода, и будут способствовать развитию водородных топливных элементов.

Каталитическая активность одностенных углеродных нанотрубок

Одностенные углеродные нанотрубки обладают отличной электронной проводимостью, высокой химической стабильностью и большой удельной поверхностью (SSA).Они могут использоваться в качестве катализаторов или носителей катализаторов и обладают более высокой каталитической активностью.Независимо от традиционного гетерогенного катализа или электрокатализа и фотокатализа, однослойные углеродные нанотрубки продемонстрировали большой потенциал применения.

Guangzhou Hongwu поставляет одностенные углеродные нанотрубки высокого и стабильного качества различной длины, чистоты (91-99%), функционализированных типов.Также дисперсия может быть настроена.