Як найбільш типовий одновимірний наноматеріал,одностінні вуглецеві нанотрубки（ОУНТ） мають багато чудових фізичних і хімічних властивостей.Завдяки безперервним поглибленим дослідженням основи та застосування одношарових вуглецевих нанотрубок вони показали широкі перспективи застосування в багатьох галузях, включаючи наноелектронні пристрої, посилювачі композиційних матеріалів, накопичувачі енергії, каталізатори та носії каталізаторів, датчики, поле випромінювачі, провідні плівки, біо-нано матеріали тощо, деякі з яких уже знайшли промислове застосування.

Механічні властивості одностінних вуглецевих нанотрубок

Атоми вуглецю одностінних вуглецевих нанотрубок поєднані дуже міцними CC-ковалентними зв’язками.За структурою припускають, що вони мають високу осьову міцність, гальмівне випромінювання та модуль пружності.Дослідники виміряли частоту коливань вільного кінця ВНТ і виявили, що модуль Юнга вуглецевих нанотрубок може досягати 1 Тпа, що майже дорівнює модулю Юнга алмазу, який приблизно в 5 разів перевищує модуль Юнга сталі.SWCNT мають надзвичайно високу осьову міцність, вона приблизно в 100 разів перевищує міцність сталі;пружна деформація одностінних вуглецевих нанотрубок становить від 5% до 12%, що приблизно в 60 разів більше, ніж у сталі.CNT має відмінну міцність і здатність до згинання.

Одношарові вуглецеві нанотрубки є чудовим зміцненням для композитних матеріалів, які можуть надати композитним матеріалам свої чудові механічні властивості, завдяки чому композитні матеріали демонструють міцність, в’язкість, еластичність і стійкість до втоми, яких вони спочатку не мали.Що стосується нанозондів, то вуглецеві нанотрубки можна використовувати для виготовлення наконечників скануючого зонда з вищою роздільною здатністю та більшою глибиною виявлення.

Електричні властивості одностінних вуглецевих нанотрубок

Спіральна трубчаста структура одностінних вуглецевих нанотрубок визначає їх унікальні та чудові електричні властивості.Теоретичні дослідження показали, що завдяки балістичному транспорту електронів у вуглецевих нанотрубках їх струмопровідна здатність досягає 109 А/см2, що в 1000 разів вище, ніж у міді з хорошою провідністю.Діаметр одностінної вуглецевої нанотрубки становить приблизно 2 нм, і рух електронів у ній має квантовий характер.Під впливом квантової фізики зі зміною діаметра та спіральної моди SWCNT енергетична щілина валентної зони та зони провідності може змінюватися від майже нуля до 1 еВ, її провідність може бути металевою та напівпровідниковою, тому провідність вуглецевих нанотрубок може регулювати шляхом зміни кута хіральності та діаметра.Досі не виявлено жодної іншої речовини, яка б подібно до одностінних вуглецевих нанотрубок, могла подібним чином регулювати енергетичний розрив, просто змінюючи розташування атомів.

Вуглецеві нанотрубки, як і графіт і алмаз, є чудовими теплопровідниками.Як і їхня електропровідність, вуглецеві нанотрубки також мають відмінну осьову теплопровідність і є ідеальними теплопровідними матеріалами.Теоретичні розрахунки показують, що система теплопровідності вуглецевої нанотрубки (CNT) має великий середній вільний пробіг фононів, фонони можуть плавно проходити вздовж труби, а її осьова теплопровідність становить приблизно 6600 Вт/м•К або більше, що подібно до теплопровідність одношарового графену.Дослідники виміряли, що теплопровідність одностінної вуглецевої нанотрубки（SWCNT） при кімнатній температурі близька до 3500 Вт/м•K, що набагато більше, ніж у алмазу та графіту (~2000 Вт/м•K).Хоча продуктивність теплообміну вуглецевих нанотрубок в аксіальному напрямку дуже висока, їх продуктивність теплообміну у вертикальному напрямку відносно низька, і вуглецеві нанотрубки обмежені своїми власними геометричними властивостями, а швидкість їх розширення майже нульова, тому навіть багато вуглецевих нанотрубок, зібраних в пучок, тепло не буде передаватися від однієї вуглецевої нанотрубки до іншої.

Відмінна теплопровідність одношарових вуглецевих нанотрубок (SWCNT) вважається чудовим матеріалом для контактної поверхні радіаторів наступного покоління, що може зробити їх агентом теплопровідності для радіаторів мікросхем комп’ютерних процесорів у майбутньому.Радіатор процесора з вуглецевих нанотрубок, поверхня контакту якого з процесором повністю складається з вуглецевих нанотрубок, має теплопровідність, що в 5 разів перевищує теплопровідність зазвичай використовуваних мідних матеріалів.У той же час одностінні вуглецеві нанотрубки мають хороші перспективи застосування в композиційних матеріалах з високою теплопровідністю і можуть використовуватися в різних високотемпературних компонентах, таких як двигуни і ракети.

Оптичні властивості одностінних вуглецевих нанотрубок

Унікальна структура одностінних вуглецевих нанотрубок створила їх унікальні оптичні властивості.Раманівська спектроскопія, флуоресцентна спектроскопія та спектроскопія ультрафіолетового, видимого та ближнього інфрачервоного діапазонів широко використовувалися для вивчення його оптичних властивостей.Раманівська спектроскопія є найбільш часто використовуваним інструментом виявлення одностінних вуглецевих нанотрубок.Характерна мода вібрації одностінних вуглецевих нанотрубок з кільцевою дихаючою вібрацією (RBM) з’являється приблизно на 200 нм.RBM можна використовувати для визначення мікроструктури вуглецевих нанотрубок і визначення того, чи містить зразок одностінні вуглецеві нанотрубки.

Магнітні властивості одностінних вуглецевих нанотрубок

Вуглецеві нанотрубки мають унікальні магнітні властивості, які є анізотропними та діамагнітними, і їх можна використовувати як м’які феромагнітні матеріали.Деякі одностінні вуглецеві нанотрубки зі специфічними структурами також мають надпровідність і можуть використовуватися як надпровідні дроти.

Ефективність газозберігання одностінних вуглецевих нанотрубок

Одновимірна трубчаста структура та велике співвідношення довжини до діаметра одностінних вуглецевих нанотрубок роблять порожнину порожнистої трубки сильним капілярним ефектом, тому вона має унікальні характеристики адсорбції, зберігання газу та інфільтрації.Згідно з існуючими звітами про дослідження, одношарові вуглецеві нанотрубки є адсорбційними матеріалами з найбільшою здатністю накопичувати водень, значно перевищуючи інші традиційні матеріали зберігання водню, і сприятимуть розробці водневих паливних елементів.

Каталітична активність одностінних вуглецевих нанотрубок

Одношарові вуглецеві нанотрубки мають відмінну електронну провідність, високу хімічну стабільність і велику питому поверхню (SSA).Вони можуть бути використані як каталізатори або носії каталізатора і мають більш високу каталітичну активність.Незалежно від традиційного гетерогенного каталізу, електрокаталізу та фотокаталізу, одностінні вуглецеві нанотрубки продемонстрували великий потенціал застосування.

Guangzhou Hongwu постачає одностінні вуглецеві нанотрубки високої та стабільної якості різної довжини, чистоти (91-99%), функціональних типів.Також дисперсію можна налаштувати.