ในฐานะตัวแทนนาโนที่เป็นตัวแทนมากที่สุดหนึ่งมิติท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว（SWCNTS) มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยมมากมาย ด้วยการวิจัยเชิงลึกอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวพวกเขาได้แสดงโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในหลายสาขารวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นาโนการเพิ่มวัสดุคอมโพสิตสื่อจัดเก็บพลังงานตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยา

คุณสมบัติเชิงกลของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

อะตอมคาร์บอนของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวรวมกับพันธะโควาเลนต์ CC ที่แข็งแกร่งมาก มันถูกคาดการณ์จากโครงสร้างที่พวกเขามีความแข็งแรงตามแนวแกนสูง bremsstrahlung และโมดูลัสยืดหยุ่น นักวิจัยวัดความถี่การสั่นสะเทือนของจุดสิ้นสุดฟรีของ CNTs และพบว่าโมดูลัสของท่อนาโนคาร์บอนของเด็กสามารถเข้าถึง 1TPA ซึ่งเกือบเท่ากับโมดูลัสของเพชรของเด็กซึ่งประมาณ 5 เท่าของเหล็ก SWCNTs มีความแข็งแรงตามแนวแกนสูงมากมันประมาณ 100 เท่าของเหล็ก สายพันธุ์ที่ยืดหยุ่นของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวคือ 5%สูงถึง 12%ซึ่งเป็นประมาณ 60 เท่าของเหล็ก CNT มีความเหนียวและความโค้งงอที่ยอดเยี่ยม

ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวเป็นกำลังเสริมที่ยอดเยี่ยมสำหรับวัสดุคอมโพสิตซึ่งสามารถให้คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมของพวกเขาไปยังวัสดุคอมโพสิตเพื่อให้วัสดุคอมโพสิตแสดงความแข็งแรงความทนทานความยืดหยุ่นและความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าที่พวกเขาไม่ได้ครอบครอง ในแง่ของ nanoprobes, ท่อนาโนคาร์บอนสามารถใช้ในการทำเคล็ดลับการสแกนโพรบที่มีความละเอียดสูงและความลึกของการตรวจจับ

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

โครงสร้างท่อเกลียวของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์และยอดเยี่ยม การศึกษาเชิงทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากการขนส่งทางอิเล็กตรอนของอิเล็กตรอนในท่อนาโนคาร์บอนความสามารถในการพกพาในปัจจุบันของพวกเขาสูงถึง 109a/cm2 ซึ่งสูงกว่าทองแดง 1,000 เท่าที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังเดี่ยวอยู่ที่ประมาณ 2nm และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในนั้นมีพฤติกรรมควอนตัม ได้รับผลกระทบจากฟิสิกส์ควอนตัมเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางและโหมดเกลียวของการเปลี่ยนแปลง SWCNT ช่องว่างพลังงานของแถบวาเลนซ์และแถบการนำสามารถเปลี่ยนได้จากเกือบศูนย์เป็น 1ev การนำของมันสามารถเป็นโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ได้ จนถึงตอนนี้ยังไม่พบสารอื่น ๆ ที่เป็นเหมือนท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวสามารถปรับช่องว่างพลังงานได้ในทำนองเดียวกันโดยเพียงแค่เปลี่ยนการจัดเรียงของอะตอม

ท่อนาโนคาร์บอนเช่นกราไฟท์และเพชรเป็นตัวนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม เช่นเดียวกับการนำไฟฟ้าของพวกเขาท่อนาโนคาร์บอนยังมีการนำความร้อนตามแนวแกนที่ยอดเยี่ยมและเป็นวัสดุนำไฟฟ้าความร้อนในอุดมคติ การคำนวณเชิงทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าระบบท่อนาโนคาร์บอน （CNT) ระบบนำความร้อนมีเส้นทางที่มีขนาดใหญ่โดยเฉลี่ยขนาดใหญ่ของโฟนอนสามารถส่งสัญญาณได้อย่างราบรื่นไปตามท่อและการนำความร้อนตามแนวแกนประมาณ 6600W/m • K หรือมากกว่าซึ่งคล้ายกับการนำความร้อนของกราฟเดี่ยว นักวิจัยวัดว่าค่าการนำความร้อนอุณหภูมิของอุณหภูมิห้องของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (SWCNT) อยู่ใกล้กับ 3500W/m • K ซึ่งมากกว่าเพชรและกราไฟท์ (~ 2000W/m • K) แม้ว่าประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนของท่อนาโนคาร์บอนในทิศทางแกนนั้นสูงมากประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนในทิศทางแนวตั้งค่อนข้างต่ำและท่อนาโนคาร์บอนถูก จำกัด ด้วยคุณสมบัติทางเรขาคณิตของตัวเองและอัตราการขยายตัวของพวกเขาเกือบจะเป็นศูนย์

ค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (SWCNTs) ได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับพื้นผิวสัมผัสของหม้อน้ำรุ่นต่อไปซึ่งสามารถทำให้พวกเขาเป็นตัวแทนการนำความร้อนสำหรับหม้อน้ำชิป CPU ในอนาคต คาร์บอนนาโนทิวบ์หม้อน้ำที่มีพื้นผิวสัมผัสกับซีพียูทำจากท่อนาโนคาร์บอนทั้งหมดมีค่าการนำความร้อน 5 เท่าของวัสดุทองแดงที่ใช้กันทั่วไป ในเวลาเดียวกันท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวมีโอกาสในการใช้งานที่ดีในวัสดุคอมโพสิตการนำความร้อนสูงและสามารถใช้ในส่วนประกอบอุณหภูมิสูงเช่นเครื่องยนต์และจรวด

คุณสมบัติทางแสงของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวได้สร้างคุณสมบัติทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์ Raman spectroscopy, spectroscopy ฟลูออเรสเซนต์และสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดที่มองเห็นได้ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาคุณสมบัติทางแสง Raman spectroscopy เป็นเครื่องมือตรวจจับที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว โหมดการสั่นสะเทือนของลักษณะการสั่นสะเทือนของวงแหวนคาร์บอนผนังเดี่ยววงแหวนเดี่ยวโหมดการหายใจ (RBM) ปรากฏขึ้นที่ประมาณ 200nm RBM สามารถใช้เพื่อกำหนดโครงสร้างจุลภาคของท่อนาโนคาร์บอนและตรวจสอบว่าตัวอย่างมีท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวหรือไม่

คุณสมบัติแม่เหล็กของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

ท่อนาโนคาร์บอนมีคุณสมบัติแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งเป็น anisotropic และ diamagnetic และสามารถใช้เป็นวัสดุ ferromagnetic อ่อน ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวที่มีโครงสร้างเฉพาะยังมีตัวนำยิ่งยวดและสามารถใช้เป็นสายตัวนำยิ่งยวด

ประสิทธิภาพการจัดเก็บก๊าซของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

โครงสร้างท่อหนึ่งมิติและอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวทำให้โพรงท่อกลวงมีผลกระทบของเส้นเลือดฝอยที่แข็งแกร่งเพื่อให้มีการดูดซับที่ไม่ซ้ำกันการเก็บก๊าซและลักษณะการแทรกซึม ตามรายงานการวิจัยที่มีอยู่ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวเป็นวัสดุการดูดซับที่มีความสามารถในการจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดซึ่งสูงกว่าวัสดุการจัดเก็บไฮโดรเจนแบบดั้งเดิมอื่น ๆ และจะช่วยส่งเสริมการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวมีค่าการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมความเสถียรทางเคมีสูงและพื้นที่ผิวเฉพาะขนาดใหญ่ (SSA) พวกเขาสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวเร่งปฏิกิริยาและมีกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่สูงขึ้น ไม่ว่าในการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันแบบดั้งเดิมหรือใน electrocatalysis และ photocatalysis, ท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยวแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานที่ยอดเยี่ยม

กวางโจวฮงวูจัดหาท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังเดี่ยวที่มีคุณภาพสูงและมีเสถียรภาพที่มีความยาวแตกต่างกันความบริสุทธิ์ (91-99%) ประเภทที่ใช้งานได้ การกระจายตัวยังสามารถปรับแต่งได้