Као најрепрезентативнији једнодимензионални наноматеријал,једнозидне угљеничне наноцеви(СВЦНТ) имају многа одлична физичка и хемијска својства.Уз континуирано дубинско истраживање основе и примене угљеничних наноцеви са једним зидом, они су показали широке изгледе за примену у многим областима, укључујући нано електронске уређаје, појачиваче композитних материјала, медије за складиштење енергије, катализаторе и носаче катализатора, сензоре, теренске емитери, проводне фолије, био-нано материјали итд., од којих су неки већ постигли индустријску примену.

Механичке особине једнозидних угљеничних наноцеви

Атоми угљеника једнозидних угљеничних наноцеви су комбиновани са веома јаким ЦЦ ковалентним везама.Из структуре се спекулише да имају високу аксијалну чврстоћу, кочницу и модул еластичности.Истраживачи су измерили фреквенцију вибрација слободног краја ЦНТ-а и открили да Јангов модул угљеничних наноцеви може да достигне 1Тпа, што је скоро једнако Јанговом модулу дијаманта, који је око 5 пута већи од челика.СВЦНТ имају изузетно високу аксијалну чврстоћу, око 100 пута је већа од челика;еластична деформација угљеничних наноцеви са једним зидом је 5%, до 12%, што је око 60 пута више од челика.ЦНТ има одличну жилавост и савитљивост.

Угљеничне наноцеви са једним зидом су одлична ојачања за композитне материјале, која могу да пренесу њихова одлична механичка својства композитним материјалима, тако да композитни материјали показују снагу, жилавост, еластичност и отпорност на замор коју првобитно не поседују.Што се тиче наносонди, угљеничне наноцеви се могу користити за прављење врхова сонде за скенирање веће резолуције и веће дубине детекције.

Електрична својства угљеничних наноцеви са једним зидом

Спирална цеваста структура угљеничних наноцеви са једним зидом одређује њена јединствена и одлична електрична својства.Теоријске студије су показале да је због балистичког транспорта електрона у угљеничним наноцевима њихов капацитет носивости чак 109А/цм2, што је 1000 пута веће од бакра са добром проводљивошћу.Пречник угљеничне наноцеви са једним зидом је око 2нм, а кретање електрона у њој има квантно понашање.Под утицајем квантне физике, како се пречник и спирални мод СВЦНТ мењају, енергетски јаз валентног појаса и проводног појаса могу се променити од скоро нула до 1еВ, његова проводљивост може бити метална и полупроводна, тако да проводљивост угљеничних наноцеви може бити може се подесити променом угла и пречника киралности.До сада није пронађена ниједна друга супстанца као угљеничне наноцеви са једним зидом, које могу на сличан начин да подесе енергетски јаз једноставном променом распореда атома.

Угљеничне наноцеви, попут графита и дијаманта, су одлични топлотни проводници.Као и њихова електрична проводљивост, угљеничне наноцеви такође имају одличну аксијалну топлотну проводљивост и идеални су топлотно проводљиви материјали.Теоријски прорачуни показују да систем проводљивости топлоте угљеничних наноцеви (ЦНТ) има велики просечан слободни пут фонона, фонони се могу несметано преносити дуж цеви, а његова аксијална топлотна проводљивост је око 6600В/м•К или више, што је слично топлотна проводљивост једнослојног графена.Истраживачи су измерили да је топлотна проводљивост једнослојне угљеничне наноцеви (СВЦНТ) на собној температури близу 3500В/м•К, што је много веће од оне код дијаманта и графита (~2000В/м•К).Иако су перформансе размене топлоте угљеничних наноцеви у аксијалном смеру веома високе, њихове перформансе размене топлоте у вертикалном правцу су релативно ниске, а угљеничне наноцеви су ограничене сопственим геометријским својствима, а њихова стопа експанзије је скоро нула, па чак и многи угљеничне наноцеви повезане у сноп, топлота се неће преносити са једне угљеничне наноцеви на другу.

Одлична топлотна проводљивост угљеничних наноцеви са једним зидом (СВЦНТ) се сматра одличним материјалом за контактну површину радијатора следеће генерације, што их може учинити средством за топлотну проводљивост за радијаторе рачунарских ЦПУ чипова у будућности.ЦПУ радијатор од угљеничних наноцеви, чија је контактна површина са ЦПУ-ом у потпуности направљена од угљеничних наноцеви, има топлотну проводљивост 5 пута већу од уобичајених бакарних материјала.У исто време, угљеничне наноцеви са једним зидом имају добре изгледе за примену у композитним материјалима високе топлотне проводљивости и могу се користити у различитим високотемпературним компонентама као што су мотори и ракете.

Оптичке особине једнозидних угљеничних наноцеви

Јединствена структура угљеничних наноцеви са једним зидом створила је њена јединствена оптичка својства.Раманова спектроскопија, флуоресцентна спектроскопија и ултраљубичасто-видљиво-блиска инфрацрвена спектроскопија су се широко користиле у проучавању његових оптичких својстава.Раманова спектроскопија је најчешће коришћени алат за детекцију угљеничних наноцеви са једним зидом.Карактеристичан начин вибрације једнозидних угљеничних наноцеви у начину дисања прстена (РБМ) појављује се на око 200 нм.РБМ се може користити за одређивање микроструктуре угљеничних наноцеви и утврђивање да ли узорак садржи угљеничне наноцеви са једним зидом.

Магнетна својства једнозидних угљеничних наноцеви

Угљеничне наноцеви имају јединствена магнетна својства, која су анизотропна и дијамагнетна, и могу се користити као меки феромагнетни материјали.Неке угљеничне наноцеви са једним зидом са специфичним структурама такође имају суперпроводљивост и могу се користити као суперпроводне жице.

Перформансе складиштења гаса угљеничних наноцеви са једним зидом

Једнодимензионална цеваста структура и велики однос дужине и пречника угљеничних наноцеви са једним зидом чине да шупљина шупље цеви има снажан капиларни ефекат, тако да има јединствене карактеристике адсорпције, складиштења гаса и инфилтрације.Према постојећим истраживачким извештајима, угљеничне наноцеви са једним зидом су адсорпциони материјали са највећим капацитетом складиштења водоника, далеко надмашујући друге традиционалне материјале за складиштење водоника, и помоћи ће у промовисању развоја водоничних горивних ћелија.

Каталитичка активност једнозидних угљеничних наноцеви

Угљеничне наноцеви са једним зидом имају одличну електронску проводљивост, високу хемијску стабилност и велику специфичну површину (ССА).Могу се користити као катализатори или носачи катализатора, и имају већу каталитичку активност.Без обзира на традиционалну хетерогену катализу, или у електрокатализу и фотокатализу, угљеничне наноцеви са једним зидом су показале велики потенцијал примене.

Гуангџоу Хонгву снабдева високо и стабилне угљеничне наноцеви са једним зидом различите дужине, чистоће (91-99%), функционализованих типова.Такође, дисперзија се може прилагодити.