سب سے زیادہ نمائندہ ایک جہتی نانو میٹریل کے طور پر،واحد دیواروں والی کاربن نانوٹوبس（SWCNTs） میں بہت سی بہترین جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ہیں۔سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کے بنیادی اور اطلاق پر مسلسل گہرائی سے تحقیق کے ساتھ، انہوں نے بہت سے شعبوں میں وسیع اطلاق کے امکانات ظاہر کیے ہیں، جن میں نینو الیکٹرانک آلات، جامع مواد بڑھانے والے، توانائی ذخیرہ کرنے والے میڈیا، کیٹالسٹ اور کیٹالسٹ کیریئرز، سینسرز، فیلڈ شامل ہیں۔ emitters، conductive فلمیں، بایو نینو مواد، وغیرہ، جن میں سے کچھ پہلے ہی صنعتی ایپلی کیشنز حاصل کر چکے ہیں۔

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی مکینیکل خصوصیات

سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کے کاربن ایٹموں کو بہت مضبوط CC covalent بانڈز کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ساخت سے یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ ان میں اعلی محوری طاقت، bremsstrahlung اور لچکدار ماڈیولس ہے۔محققین نے CNTs کے آزاد سرے کی کمپن فریکوئنسی کی پیمائش کی اور پایا کہ کاربن نانوٹوبس کا ینگ کا ماڈیولس 1Tpa تک پہنچ سکتا ہے، جو کہ تقریباً ہیرے کے ینگز ماڈیولس کے برابر ہے، جو کہ سٹیل سے تقریباً 5 گنا زیادہ ہے۔SWCNTs میں بہت زیادہ محوری طاقت ہوتی ہے، یہ اسٹیل سے تقریباً 100 گنا زیادہ ہے۔واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کا لچکدار تناؤ 5% ہے، 12% تک، جو کہ اسٹیل سے تقریباً 60 گنا زیادہ ہے۔CNT بہترین جفاکشی اور موڑنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔

سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس جامع مواد کے لیے بہترین کمک ہیں، جو اپنی بہترین مکینیکل خصوصیات کو مرکب مواد کو فراہم کر سکتے ہیں، تاکہ جامع مواد طاقت، جفاکشی، لچک اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو ظاہر کرے جو کہ اصل میں ان کے پاس نہیں ہے۔نینو پروبس کے لحاظ سے، کاربن نانوٹوبس کو اسکیننگ پروب ٹپس بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں زیادہ ریزولوشن اور زیادہ گہرائی کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی برقی خصوصیات

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی سرپل نلی نما ساخت اس کی منفرد اور بہترین برقی خصوصیات کا تعین کرتی ہے۔نظریاتی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کاربن نانوٹوبس میں الیکٹرانوں کی بیلسٹک نقل و حمل کی وجہ سے، ان کی موجودہ لے جانے کی صلاحیت 109A/cm2 تک زیادہ ہے، جو اچھی چالکتا والے تانبے کی نسبت 1000 گنا زیادہ ہے۔ایک دیوار والی کاربن نانوٹوب کا قطر تقریباً 2nm ہے، اور اس میں الیکٹران کی حرکت کوانٹم رویہ رکھتی ہے۔کوانٹم فزکس سے متاثر، جیسا کہ SWCNT کا قطر اور سرپل موڈ تبدیل ہوتا ہے، والینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ کے انرجی گیپ کو تقریباً صفر سے 1eV میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، اس کی چالکتا دھاتی اور نیم موصل ہو سکتی ہے، اس لیے کاربن نانوٹوبس کی چالکتا کم ہو سکتی ہے۔ چیریلیٹی زاویہ اور قطر کو تبدیل کرکے ایڈجسٹ کیا جائے۔ابھی تک، کوئی دوسرا مادہ ایسا نہیں پایا گیا ہے جیسا کہ واحد دیواروں والی کاربن نانوٹوبس اسی طرح صرف ایٹموں کی ترتیب کو تبدیل کرکے توانائی کے فرق کو ایڈجسٹ کرسکتی ہے۔

کاربن نانوٹوبس، جیسے گریفائٹ اور ہیرے، بہترین تھرمل موصل ہیں۔ان کی برقی چالکتا کی طرح، کاربن نانوٹوبس میں بھی بہترین محوری تھرمل چالکتا ہے اور یہ مثالی تھرمل چالکتا مواد ہیں۔نظریاتی حسابات سے پتہ چلتا ہے کہ کاربن نانوٹوب (CNT) حرارت کی ترسیل کے نظام میں فونونز کا ایک بڑا اوسط آزاد راستہ ہے، فونون کو پائپ کے ساتھ آسانی سے منتقل کیا جا سکتا ہے، اور اس کی محوری تھرمل چالکتا تقریباً 6600W/m•K یا اس سے زیادہ ہے، جو کہ اسی طرح ہے۔ سنگل لیئر گرافین کی تھرمل چالکتا۔محققین نے پیمائش کی کہ سنگل دیواروں والی کاربن نانوٹوب（SWCNT） کی کمرے کے درجہ حرارت کی تھرمل چالکتا 3500W/m•K کے قریب ہے، جو کہ ہیرے اور گریفائٹ (~2000W/m•K) سے کہیں زیادہ ہے۔اگرچہ محوری سمت میں کاربن نانوٹوبس کی حرارت کے تبادلے کی کارکردگی بہت زیادہ ہے، لیکن عمودی سمت میں ان کی حرارت کے تبادلے کی کارکردگی نسبتاً کم ہے، اور کاربن نانوٹوبس اپنی جیومیٹرک خصوصیات کی وجہ سے محدود ہیں، اور ان کی توسیع کی شرح تقریباً صفر ہے، اس لیے بہت سے کاربن نانوٹوبس ایک بنڈل میں بنڈل، حرارت ایک کاربن نانوٹوب سے دوسرے میں منتقل نہیں کی جائے گی۔

سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس (SWCNTs) کی بہترین تھرمل چالکتا کو اگلی نسل کے ریڈی ایٹرز کے رابطے کی سطح کے لیے ایک بہترین مواد سمجھا جاتا ہے، جو انہیں مستقبل میں کمپیوٹر CPU چپ ریڈی ایٹرز کے لیے تھرمل چالکتا ایجنٹ بنا سکتا ہے۔کاربن نانوٹوب سی پی یو ریڈی ایٹر، جس کی سی پی یو کے ساتھ رابطے کی سطح مکمل طور پر کاربن نانوٹوبس سے بنی ہے، عام طور پر استعمال ہونے والے تانبے کے مواد سے 5 گنا تھرمل چالکتا ہے۔ایک ہی وقت میں، سنگل دیواروں والی کاربن نانوٹوبس کے اعلی تھرمل چالکتا جامع مواد میں اچھے اطلاق کے امکانات ہوتے ہیں اور اعلی درجہ حرارت کے مختلف اجزاء جیسے انجن اور راکٹ میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی نظری خصوصیات

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی منفرد ساخت نے اس کی منفرد نظری خصوصیات پیدا کی ہیں۔رامن سپیکٹروسکوپی، فلوروسینس سپیکٹروسکوپی اور الٹرا وائلٹ-دیکھنے والی-قریب اورکت سپیکٹروسکوپی اس کی نظری خصوصیات کے مطالعہ میں بڑے پیمانے پر استعمال کی گئی ہیں۔رامان سپیکٹروسکوپی واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا پتہ لگانے کا آلہ ہے۔سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی رِنگ بریتھنگ وائبریشن موڈ (RBM) کا مخصوص وائبریشن موڈ تقریباً 200nm پر ظاہر ہوتا ہے۔RBM کا استعمال کاربن نانوٹوبس کے مائیکرو اسٹرکچر کا تعین کرنے اور اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے کہ آیا نمونے میں واحد دیواروں والی کاربن نانوٹوبس موجود ہیں۔

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی مقناطیسی خصوصیات

کاربن نانوٹوبس میں منفرد مقناطیسی خصوصیات ہیں، جو انیسوٹروپک اور ڈائی میگنیٹک ہیں، اور انہیں نرم فیرو میگنیٹک مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔مخصوص ڈھانچے کے ساتھ کچھ واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس میں بھی سپر کنڈکٹیوٹی ہوتی ہے اور اسے سپر کنڈکٹنگ تاروں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی گیس ذخیرہ کرنے کی کارکردگی

ایک جہتی نلی نما ڈھانچہ اور واحد دیوار والے کاربن نانوٹوبس کی لمبائی سے قطر کا تناسب کھوکھلی ٹیوب گہا کو مضبوط کیپلیری اثر بناتا ہے، تاکہ اس میں منفرد جذب، گیس ذخیرہ کرنے اور دراندازی کی خصوصیات ہوں۔موجودہ تحقیقی رپورٹس کے مطابق، سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے کی سب سے بڑی گنجائش کے ساتھ جذب کرنے والے مواد ہیں، جو ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے والے دیگر روایتی مواد سے کہیں زیادہ ہیں، اور ہائیڈروجن ایندھن کے خلیوں کی نشوونما میں مدد کریں گے۔

واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی اتپریرک سرگرمی

سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس میں بہترین الیکٹرانک چالکتا، اعلی کیمیائی استحکام اور بڑے مخصوص سطح کے علاقے (SSA) ہوتے ہیں۔انہیں اتپریرک یا اتپریرک کیریئر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور ان میں اعلیٰ اتپریرک سرگرمی ہوتی ہے۔روایتی متفاوت کیٹالیسس میں کوئی فرق نہیں پڑتا ہے، یا الیکٹروکاٹالیسس اور فوٹوکاٹالیسس میں، سنگل دیواروں والے کاربن نانوٹوبس نے بڑی ایپلی کیشن کی صلاحیتیں ظاہر کی ہیں۔

گوانگژو ہانگ وو اعلیٰ اور مستحکم معیار کی واحد دیواروں والے کاربن نانوٹوبس کی مختلف لمبائی، پاکیزگی (91-99%)، فنکشنلائزڈ اقسام کے ساتھ فراہم کرتے ہیں۔اس کے علاوہ بازی اپنی مرضی کے مطابق کیا جا سکتا ہے.