Kot najbolj reprezentativen enodimenzionalni nanomaterial,enostenske ogljikove nanocevke（SWCNT） imajo številne odlične fizikalne in kemijske lastnosti.Z nenehnimi poglobljenimi raziskavami o osnovah in uporabi enostenskih ogljikovih nanocevk so pokazali široke možnosti uporabe na številnih področjih, vključno z nano elektronskimi napravami, ojačevalci kompozitnih materialov, mediji za shranjevanje energije, katalizatorji in nosilci katalizatorjev, senzorji, tereni oddajniki, prevodni filmi, bio-nano materiali itd., od katerih so nekateri že dosegli industrijsko uporabo.

Mehanske lastnosti enostenskih ogljikovih nanocevk

Ogljikovi atomi enostenskih ogljikovih nanocevk so združeni z zelo močnimi CC kovalentnimi vezmi.Iz strukture se domneva, da imajo visoko aksialno trdnost, zavorno sevanje in elastični modul.Raziskovalci so izmerili frekvenco nihanja prostega konca CNT in ugotovili, da lahko Youngov modul ogljikovih nanocevk doseže 1 Tpa, kar je skoraj enako Youngovemu modulu diamanta, ki je približno 5-krat večji od modula jekla.SWCNT imajo izjemno visoko aksialno trdnost, približno 100-krat večjo od jekla;elastična deformacija enostenskih ogljikovih nanocevk je 5 % do 12 %, kar je približno 60-krat več kot pri jeklu.CNT ima odlično žilavost in upogljivost.

Enostenske ogljikove nanocevke so odlične ojačitve za kompozitne materiale, ki lahko prenesejo svoje odlične mehanske lastnosti na kompozitne materiale, tako da kompozitni materiali pokažejo trdnost, žilavost, elastičnost in odpornost proti utrujenosti, ki jih prvotno nimajo.Kar zadeva nanosonde, lahko ogljikove nanocevke uporabimo za izdelavo konic sond za skeniranje z višjo ločljivostjo in večjo globino zaznavanja.

Električne lastnosti enostenskih ogljikovih nanocevk

Spiralna cevasta struktura enostenskih ogljikovih nanocevk določa njihove edinstvene in odlične električne lastnosti.Teoretične študije so pokazale, da je zaradi balističnega transporta elektronov v ogljikovih nanocevkah njihova tokovna zmogljivost kar 109A/cm2, kar je 1000-krat več kot pri bakru z dobro prevodnostjo.Premer enostenske ogljikove nanocevke je približno 2 nm, gibanje elektronov v njej pa se vede kvantno.Pod vplivom kvantne fizike, ko se spremenita premer in spiralni način SWCNT, se lahko energijska vrzel valenčnega pasu in prevodnega pasu spremeni od skoraj nič do 1 eV, njegova prevodnost je lahko kovinska in polprevodna, zato je prevodnost ogljikovih nanocevk lahko prilagoditi s spreminjanjem kota in premera kiralnosti.Doslej ni bilo ugotovljeno, da bi bila nobena druga snov, kot so enostenske ogljikove nanocevke, lahko podobno prilagodila energijsko vrzel s preprosto spremembo razporeditve atomov.

Ogljikove nanocevke so tako kot grafit in diamant odlični toplotni prevodniki.Tako kot njihova električna prevodnost imajo tudi ogljikove nanocevke odlično aksialno toplotno prevodnost in so idealni toplotno prevodni materiali.Teoretični izračuni kažejo, da ima sistem toplotne prevodnosti ogljikovih nanocevk (CNT) veliko povprečno prosto pot fononov, da se fononi lahko gladko prenašajo vzdolž cevi, njegova aksialna toplotna prevodnost pa je približno 6600 W/m•K ali več, kar je podobno toplotna prevodnost enoslojnega grafena.Raziskovalci so izmerili, da je toplotna prevodnost enostenske ogljikove nanocevke（SWCNT） pri sobni temperaturi blizu 3500 W/m•K, kar je veliko več kot pri diamantu in grafitu (~2000 W/m•K).Čeprav je zmogljivost izmenjave toplote pri ogljikovih nanocevkah v aksialni smeri zelo visoka, je njihova zmogljivost izmenjave toplote v navpični smeri razmeroma nizka, ogljikove nanocevke pa so omejene z lastnimi geometrijskimi lastnostmi, njihova stopnja raztezanja pa je skoraj enaka nič, tako da celo veliko ogljikovih nanocevk, povezanih v snop, toplota ne bo prehajala iz ene ogljikove nanocevke v drugo.

Odlična toplotna prevodnost enostenskih ogljikovih nanocevk (SWCNT) velja za odličen material za kontaktno površino radiatorjev naslednje generacije, zaradi česar so lahko sredstvo za toplotno prevodnost za radiatorje računalniških procesorjev v prihodnosti.CPU radiator iz ogljikovih nanocevk, katerega kontaktna površina s CPE je v celoti izdelana iz ogljikovih nanocevk, ima 5-krat večjo toplotno prevodnost kot običajno uporabljeni bakreni materiali.Hkrati imajo enostenske ogljikove nanocevke dobre možnosti za uporabo v kompozitnih materialih z visoko toplotno prevodnostjo in se lahko uporabljajo v različnih visokotemperaturnih komponentah, kot so motorji in rakete.

Optične lastnosti enostenskih ogljikovih nanocevk

Edinstvena struktura enostenskih ogljikovih nanocevk je ustvarila njihove edinstvene optične lastnosti.Ramanska spektroskopija, fluorescenčna spektroskopija in ultravijolična-vidna-bližnja infrardeča spektroskopija so bile široko uporabljene pri preučevanju njegovih optičnih lastnosti.Ramanska spektroskopija je najpogosteje uporabljeno orodje za odkrivanje enostenskih ogljikovih nanocevk.Značilen način nihanja enostenskih ogljikovih nanocevk z obročastim dihanjem (RBM) se pojavi pri približno 200 nm.RBM se lahko uporablja za določanje mikrostrukture ogljikovih nanocevk in ugotavljanje, ali vzorec vsebuje enostenske ogljikove nanocevke.

Magnetne lastnosti enostenskih ogljikovih nanocevk

Ogljikove nanocevke imajo edinstvene magnetne lastnosti, ki so anizotropne in diamagnetne, in se lahko uporabljajo kot mehki feromagnetni materiali.Nekatere enostenske ogljikove nanocevke s posebnimi strukturami imajo tudi superprevodnost in se lahko uporabljajo kot superprevodne žice.

Zmogljivost shranjevanja plina enostenskih ogljikovih nanocevk

Zaradi enodimenzionalne cevaste strukture in velikega razmerja med dolžino in premerom enostenskih ogljikovih nanocevk ima votlina votle cevi močan kapilarni učinek, tako da ima edinstvene značilnosti adsorpcije, shranjevanja plina in infiltracije.Glede na obstoječa raziskovalna poročila so enostenske ogljikove nanocevke adsorpcijski materiali z največjo zmogljivostjo shranjevanja vodika, ki daleč presegajo druge tradicionalne materiale za shranjevanje vodika, in bodo pomagale spodbujati razvoj vodikovih gorivnih celic.

Katalitska aktivnost enostenskih ogljikovih nanocevk

Enostenske ogljikove nanocevke imajo odlično elektronsko prevodnost, visoko kemijsko stabilnost in veliko specifično površino (SSA).Uporabljajo se lahko kot katalizatorji ali nosilci katalizatorjev in imajo večjo katalitično aktivnost.Ne glede na tradicionalno heterogeno katalizo ali elektrokatalizo in fotokatalizo so enostenske ogljikove nanocevke pokazale velik potencial uporabe.

Guangzhou Hongwu dobavlja enostenske ogljikove nanocevke visoke in stabilne kakovosti z različnimi dolžinami, čistostjo (91-99 %), funkcionaliziranimi vrstami.Tudi disperzijo je mogoče prilagoditi.