En temsili tek boyutlu nanomalzeme olarak,tek duvarlı karbon nanotüpler（SWCNT'ler） Birçok mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliğe sahiptir. Tek duvarlı karbon nanotüplerin temel ve uygulanması üzerine sürekli derinlemesine araştırmalarla, nano elektronik cihazlar, kompozit malzeme arttırıcılar, enerji depolama ortamı, alan yayanlar, iletken filmler, biyo-nano malzemeleri gibi birçok alanda geniş uygulama beklentileri göstermişlerdir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin mekanik özellikleri

Tek duvarlı karbon nanotüplerin karbon atomları, çok güçlü CC kovalent bağları ile birleştirilir. Yapıdan yüksek eksenel mukavemet, bremsstrahlung ve elastik modüllere sahip oldukları tahmin edilir. Araştırmacılar, CNT'lerin serbest ucunun titreşim frekansını ölçtüler ve Young'ın karbon nanotüp modülünün, çeliğin yaklaşık 5 katı olan Young'ın elmas modülüne eşit olan 1TPA'ya ulaşabileceğini buldular. SWCNT'ler son derece yüksek eksenel mukavemete sahiptir, çeliğin yaklaşık 100 katıdır; Tek duvarlı karbon nanotüplerin elastik suşu%5,%12'ye kadar, bu da çeliğin yaklaşık 60 katıdır. CNT mükemmel tokluğa ve bükülebilirliğe sahiptir.

Tek duvarlı karbon nanotüpler, kompozit malzemeleri kompozit malzemelere verebilen kompozit malzemeler için mükemmel takviyelerdir, böylece kompozit malzemeler orijinal olarak sahip olmadıkları mukavemet, tokluk, esneklik ve yorgunluk direncini gösterir. Nanoproblar açısından, karbon nanotüpler, daha yüksek çözünürlük ve daha fazla tespit derinliğine sahip tarama prob ipuçları yapmak için kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin elektriksel özellikleri

Tek duvarlı karbon nanotüplerin spiral tübüler yapısı, benzersiz ve mükemmel elektriksel özelliklerini belirler. Teorik çalışmalar, karbon nanotüplerindeki elektronların balistik taşınması nedeniyle, bunların akım taşıma kapasitesinin 109A/cm2'ye kadar yüksek olduğunu ve bu da iyi iletkenliğe sahip bakırdan 1000 kat daha yüksek olduğunu göstermiştir. Tek duvarlı bir karbon nanotüpün çapı yaklaşık 2Nm'dir ve Elektronların içindeki hareketinin kuantum davranışı vardır. Kuantum fiziğinden etkilenen, SWCNT değişiminin çapı ve spiral modu olduğu için, değerlik bandının ve iletim bandının enerji boşluğu neredeyse sıfırdan 1EV'ye değiştirilebilir, iletkenliği metalik ve yarı iletken olabilir, böylece karbon nanotüplerinin iletkenliği, kiralite açısı ve çapı değiştirilerek ayarlanabilir. Şimdiye kadar, tek duvarlı karbon nanotüpler gibi başka hiçbir maddenin, sadece atomların düzenini değiştirerek enerji boşluğunu benzer şekilde ayarlayamadığı bulunmuştur.

Grafit ve elmas gibi karbon nanotüpler mükemmel termal iletkenlerdir. Elektriksel iletkenlikleri gibi, karbon nanotüpler de mükemmel eksenel termal iletkenliğe sahiptir ve ideal termal iletken malzemelerdir. Teorik hesaplamalar, karbon nanotüp （cnt） Isı iletim sisteminin büyük bir ortalama serbest fonon yoluna sahip olduğunu, fononların boru boyunca sorunsuz bir şekilde bulaşabileceğini ve eksenel termal iletkenliğinin, tek katmanlı grafiğin termal iletkenliğine benzer olan yaklaşık 6600W/m • k veya daha fazla olduğunu göstermektedir. Araştırmacılar, tek duvarlı karbon nanotüp （swcnt） oda sıcaklığı termal iletkenliğinin, elmas ve grafitten çok daha büyük olan 3500W/m k'ye yakın olduğunu ölçtüler (~ 2000W/m • k). Her ne kadar karbon nanotüplerinin eksenel yöndeki ısı değişim performansı çok yüksek olsa da, dikey yöndeki ısı değişim performansları nispeten düşüktür ve karbon nanotüpleri kendi geometrik özellikleri ile sınırlıdır ve genişleme oranları neredeyse sıfırdır, bu nedenle bir bardağa paketlenmiş birçok karbon nanotüp, bir karbon nanotüpten diğerine aktarılmayacaktır.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin (SWCNT) mükemmel termal iletkenliği, gelecek nesil radyatörlerin temas yüzeyi için mükemmel bir malzeme olarak kabul edilir, bu da onları gelecekte bilgisayar CPU çip radyatörleri için termal iletkenlik maddesi haline getirebilir. CPU ile temas yüzeyi tamamen karbon nanotüplerden yapılmış olan karbon nanotüp CPU radyatörü, yaygın olarak kullanılan bakır malzemelerin 5 katı termal iletkenliğe sahiptir. Aynı zamanda, tek duvarlı karbon nanotüpler, yüksek termal iletkenlik kompozit malzemelerinde 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-bayrağı kızılötesi spektroskopisi, optik özelliklerinin çalışmasında yaygın olarak kullanılmıştır. Raman spektroskopisi, tek duvarlı karbon nanotüpler için en sık kullanılan algılama aracıdır. Tek duvarlı karbon nanotüplerin Karakteristik Titreşim modu Solunum Titreşim Modu (RBM) yaklaşık 200nm'de görülür. RBM, karbon nanotüplerinin mikro yapısını belirlemek ve numunenin tek duvarlı karbon nanotüpler içerip içermediğini belirlemek için kullanılabilir.

Tek duvarlı karbon nanotüplerin manyetik özellikleri

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

Tek duvarlı karbon nanotüplerin gaz depolama performansı

Tek boyutlu tübüler yapı ve tek duvarlı karbon nanotüplerin büyük uzunluktan çapa oranı, içi boş tüp boşluğunun güçlü bir kılcal etkiye sahip olmasını sağlar, böylece benzersiz adsorpsiyon, gaz depolama ve infiltrasyon özelliklerine sahiptir. Mevcut araştırma raporlarına göre, tek duvarlı karbon nanotüpler, en büyük hidrojen depolama kapasitesine sahip, diğer geleneksel hidrojen depolama malzemelerine sahip adsorpsiyon malzemeleridir ve hidrojen yakıt hücrelerinin geliştirilmesinin desteklenmesine 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 sahip olabilirler. Geleneksel heterojen kataliz veya elektrokataliz ve fotokatalizde ne olursa olsun, tek duvarlı karbon nanotüpler büyük uygulama potansiyelleri göstermiştir.

Guangzhou Hongwu, farklı uzunlukta, saflıkta (%91-99), fonksiyonel tiplere sahip yüksek ve stabil kaliteli tek duvarlı karbon nanotüpler sağlar. Ayrıca dispersiyon özelleştirilebilir.