En temsili tek boyutlu nanomalzeme olarak,tek duvarlı karbon nanotüpler（SWCNT'ler） birçok mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliğe sahiptir.Tek duvarlı karbon nanotüplerin temeli ve uygulaması üzerine sürekli derinlemesine araştırmalarla, nano elektronik cihazlar, kompozit malzeme geliştiriciler, enerji depolama ortamları, katalizörler ve katalizör taşıyıcılar, sensörler, alan dahil olmak üzere birçok alanda geniş uygulama beklentileri gösterdiler. yayıcılar, iletken filmler, biyo-nano malzemeler vb.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin mekanik özellikleri

Tek duvarlı karbon nanotüplerin karbon atomları, çok güçlü CC kovalent bağları ile birleştirilir.Yapılarından, yüksek eksenel mukavemete, bremsstrahlung'a ve elastik modüle sahip oldukları tahmin edilmektedir.Araştırmacılar, CNT'lerin serbest ucunun titreşim frekansını ölçtüler ve Young'ın karbon nanotüplerin modülünün, çeliğin yaklaşık 5 katı olan elmasın Young modülüne neredeyse eşit olan 1Tpa'ya ulaşabileceğini buldular.SWCNT'ler son derece yüksek eksenel kuvvete sahiptir, çeliğin yaklaşık 100 katıdır;tek duvarlı karbon nanotüplerin elastik gerilimi %5'tir, %12'ye kadar çıkabilir, bu da çeliğin yaklaşık 60 katıdır.CNT mükemmel tokluğa ve bükülebilirliğe sahiptir.

Tek duvarlı karbon nanotüpler, kompozit malzemelere mükemmel mekanik özelliklerini kazandırabilen kompozit malzemeler için mükemmel takviyelerdir, böylece kompozit malzemeler orijinal olarak sahip olmadıkları gücü, tokluğu, esnekliği ve yorulma direncini gösterir.Nanoproblar açısından, karbon nanotüpler, daha yüksek çözünürlük ve daha fazla algılama derinliği ile tarama probu uçları yapmak için kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin elektriksel özellikleri

Tek duvarlı karbon nanotüplerin spiral boru şeklindeki yapısı, benzersiz ve mükemmel elektriksel özelliklerini belirler.Teorik çalışmalar, karbon nanotüplerdeki elektronların balistik taşınması nedeniyle, bunların akım taşıma kapasitesinin 109A/cm2 kadar yüksek olduğunu göstermiştir ki bu, iyi iletkenliğe sahip bakırdan 1000 kat daha fazladır.Tek duvarlı bir karbon nanotüpün çapı yaklaşık 2 nm'dir ve içindeki elektronların hareketi kuantum davranışına sahiptir.Kuantum fiziğinden etkilenen SWCNT'nin çapı ve sarmal modu değiştikçe, değerlik bandının ve iletim bandının enerji aralığı neredeyse sıfırdan 1eV'ye değişebilir, iletkenliği metalik ve yarı iletken olabilir, bu nedenle karbon nanotüplerin iletkenliği olabilir. kiralite açısı ve çapı değiştirilerek ayarlanabilir.Şimdiye kadar, tek duvarlı karbon nanotüpler gibi başka hiçbir maddenin, basitçe atomların düzenini değiştirerek enerji boşluğunu benzer şekilde ayarlayabildiği bulunmadı.

Grafit ve elmas gibi karbon nanotüpler mükemmel termal iletkenlerdir.Elektrik iletkenlikleri gibi, karbon nanotüpler de mükemmel eksenel termal iletkenliğe sahiptir ve ideal termal iletken malzemelerdir.Teorik hesaplamalar, karbon nanotüp (CNT) ısı iletim sisteminin fononların büyük bir ortalama serbest yoluna sahip olduğunu, fononların boru boyunca düzgün bir şekilde iletilebileceğini ve eksenel termal iletkenliğinin yaklaşık 6600W/m•K veya daha fazla olduğunu göstermektedir; tek katmanlı grafenin termal iletkenliği.Araştırmacılar, tek duvarlı karbon nanotüpün (SWCNT) oda sıcaklığında termal iletkenliğinin, elmas ve grafitinkinden (~2000W/m•K) çok daha yüksek olan 3500W/m•K'ye yakın olduğunu ölçtüler.Karbon nanotüplerin eksenel yöndeki ısı değişim performansı çok yüksek olmasına rağmen, dikey yöndeki ısı değişim performansları nispeten düşüktür ve karbon nanotüplerin kendi geometrik özellikleri ile sınırlıdır ve genleşme hızları neredeyse sıfırdır. Bir demet halinde demetlenmiş karbon nanotüpler, ısı bir karbon nanotüpten diğerine aktarılmayacaktır.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin (SWCNT'ler) mükemmel termal iletkenliğinin, onları gelecekte bilgisayar CPU çip radyatörleri için bir termal iletkenlik maddesi haline getirebilecek yeni nesil radyatörlerin temas yüzeyi için mükemmel bir malzeme olduğu düşünülmektedir.CPU ile temas yüzeyi tamamen karbon nanotüplerden oluşan karbon nanotüp CPU radyatörü, yaygın olarak kullanılan bakır malzemelerin 5 katı termal iletkenliğe sahiptir.Aynı zamanda, tek duvarlı karbon nanotüpler, yüksek termal iletkenliğe sahip kompozit malzemelerde iyi uygulama beklentilerine sahiptir ve motorlar ve roketler gibi çeşitli yüksek sıcaklık bileşenlerinde kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin optik özellikleri

Tek duvarlı karbon nanotüplerin benzersiz yapısı, benzersiz optik özelliklerini yaratmıştır.Raman spektroskopisi, floresan spektroskopisi ve ultraviyole-görünür-yakın kızılötesi spektroskopisi, optik özelliklerinin incelenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Raman spektroskopisi, tek duvarlı karbon nanotüpler için en yaygın kullanılan algılama aracıdır.Tek duvarlı karbon nanotüplerin karakteristik titreşim modu halka solunum titreşim modu (RBM) yaklaşık 200nm'de görünür.RBM, karbon nanotüplerin mikro yapısını belirlemek ve numunenin tek duvarlı karbon nanotüpler içerip içermediğini belirlemek için kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin manyetik özellikleri

Karbon nanotüpler, anizotropik ve diamanyetik olan ve yumuşak ferromanyetik malzemeler olarak kullanılabilen benzersiz manyetik özelliklere sahiptir.Belirli yapılara sahip bazı tek duvarlı karbon nanotüpler de süper iletkenliğe sahiptir ve süper iletken teller olarak kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin gaz depolama performansı

Tek duvarlı karbon nanotüplerin tek boyutlu boru şeklindeki yapısı ve büyük uzunluk-çap oranı, içi boş tüp boşluğunun güçlü bir kılcal etkiye sahip olmasını sağlar, böylece benzersiz adsorpsiyon, gaz depolama ve sızma özelliklerine sahiptir.Mevcut araştırma raporlarına göre, tek duvarlı karbon nanotüpler, diğer geleneksel hidrojen depolama malzemelerini çok aşan, en büyük hidrojen depolama kapasitesine sahip adsorpsiyon malzemeleridir ve hidrojen yakıt hücrelerinin gelişimini desteklemeye yardımcı olacaktır.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin katalitik aktivitesi

Tek duvarlı karbon nanotüpler mükemmel elektronik iletkenliğe, yüksek kimyasal stabiliteye ve geniş spesifik yüzey alanına (SSA) sahiptir.Katalizörler veya katalizör taşıyıcıları olarak kullanılabilirler ve daha yüksek katalitik aktiviteye sahiptirler.Geleneksel heterojen katalizde veya elektrokatalizde ve fotokatalizde ne olursa olsun, tek duvarlı karbon nanotüpler büyük uygulama potansiyelleri göstermiştir.

Guangzhou Hongwu, farklı uzunluk, saflık (% 91-99), işlevselleştirilmiş tipler ile yüksek ve istikrarlı kalitede tek cidarlı karbon nanotüpler tedarik ediyor.Ayrıca dağılım özelleştirilebilir.