Eng vakili bir o'lchovli nanomaterial sifatida,bir devorli uglerod nanotubalari（SWCNTs） juda ko'p ajoyib fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega.Yagona devorli uglerod nanotubalarining asoslari va qo'llanilishi bo'yicha doimiy chuqur izlanishlar natijasida ular ko'plab sohalarda, jumladan nanoelektron qurilmalar, kompozit materiallarni kuchaytirgichlar, energiya saqlash vositalari, katalizatorlar va katalizatorlar, sensorlar, sohalarda keng qo'llanilishini ko'rsatdi. emitentlar, Supero'tkazuvchilar plyonkalar, bio-nano materiallar va boshqalar, ularning ba'zilari allaqachon sanoat dasturlariga erishgan.

Bir devorli uglerod nanotubalarining mexanik xususiyatlari

Bir devorli uglerod nanotubalarining uglerod atomlari juda kuchli CC kovalent aloqalari bilan birlashtirilgan.Tuzilishidan ular yuqori eksenel quvvatga, bremsstrahlung va elastik modulga ega ekanligi taxmin qilinadi.Tadqiqotchilar CNTlarning erkin uchining tebranish chastotasini o'lchadilar va uglerod nanotubalarining Young moduli 1Tpa ga yetishi mumkinligini aniqladilar, bu Young olmos moduliga deyarli teng, bu po'latdan taxminan 5 baravar ko'p.SWCNTlar juda yuqori eksenel quvvatga ega, bu po'latdan 100 baravar ko'p;bir devorli uglerod nanotubalarining elastik kuchlanishi 5%, 12% gacha, bu po'latdan taxminan 60 barobar ko'pdir.CNT mukammal mustahkamlik va egiluvchanlikka ega.

Bir devorli uglerod nanotubalari kompozit materiallar uchun mukammal mustahkamlovchi bo'lib, ular kompozit materiallarga o'zlarining mukammal mexanik xususiyatlarini berishi mumkin, shuning uchun kompozit materiallar dastlab ega bo'lmagan kuch, qattiqlik, elastiklik va charchoqqa chidamliligini ko'rsatadi.Nanoproblar nuqtai nazaridan, uglerod nanotubalari skanerlash zondlari uchlarini yuqori aniqlik va chuqurroq aniqlash uchun ishlatish mumkin.

Bir devorli uglerod nanotubalarining elektr xususiyatlari

Bir devorli uglerod nanotubalarining spiral quvurli tuzilishi uning noyob va mukammal elektr xususiyatlarini aniqlaydi.Nazariy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uglerod nanotubalarida elektronlarni ballistik tashish tufayli ularning tok o'tkazuvchanligi 109A / sm2 ga etadi, bu yaxshi o'tkazuvchanlikka ega misdan 1000 marta yuqoridir.Bir devorli uglerod nanonaychalarining diametri taxminan 2 nm bo'lib, undagi elektronlarning harakati kvant xatti-harakatlariga ega.Kvant fizikasidan ta'sirlangan, SWCNT ning diametri va spiral rejimi o'zgarganda, valentlik zonasining energiya bo'shlig'i va o'tkazuvchanlik zonasi deyarli noldan 1eVgacha o'zgarishi mumkin, uning o'tkazuvchanligi metall va yarim o'tkazuvchan bo'lishi mumkin, shuning uchun uglerod nanotubalarining o'tkazuvchanligi chirallik burchagi va diametrini o'zgartirish orqali sozlanishi.Hozircha bitta devorli uglerod nanotubalariga o'xshagan boshqa moddalar topilmadi, ular atomlarning joylashishini shunchaki o'zgartirib, energiya bo'shlig'ini xuddi shunday moslashtira oladi.

Grafit va olmos kabi uglerod nanotubalari ajoyib issiqlik o'tkazgichlaridir.Elektr o'tkazuvchanligi kabi, uglerod nanotubalari ham mukammal eksenel issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va ideal issiqlik o'tkazuvchan materiallardir.Nazariy hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, uglerod nanotube (CNT) issiqlik o'tkazuvchanligi tizimi fononlarning katta o'rtacha erkin yo'liga ega, fononlar quvur bo'ylab silliq uzatilishi mumkin va uning eksenel issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 6600 Vt / m•K yoki undan ko'p, bu shunga o'xshash. bir qatlamli grafenning issiqlik o'tkazuvchanligi.Tadqiqotchilar bitta devorli uglerod nanonaychalarining (SWCNT) xona haroratining issiqlik o'tkazuvchanligi 3500 Vt/m•K ga yaqin ekanligini o'lchadi, bu olmos va grafitnikidan (~ 2000 Vt/m•K) ancha yuqori.Uglerod nanotubalarining eksenel yo'nalishdagi issiqlik almashinuvi ko'rsatkichlari juda yuqori bo'lsa-da, ularning vertikal yo'nalishdagi issiqlik almashinuvi ko'rsatkichlari nisbatan past va uglerod nanotubalari o'zlarining geometrik xususiyatlari bilan cheklangan va ularning kengayish tezligi deyarli nolga teng, shuning uchun ham ko'p. uglerod nanotubalari bir to'plamga o'rnatilgan bo'lsa, issiqlik bir uglerod nanotubkasidan boshqasiga o'tkazilmaydi.

Bir devorli uglerod nanotubalarining (SWCNTs) mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi yangi avlod radiatorlarining aloqa yuzasi uchun ajoyib material hisoblanadi, bu ularni kelajakda kompyuter protsessor chiplari radiatorlari uchun issiqlik o'tkazuvchanlik agentiga aylantirishi mumkin.Protsessor bilan aloqa yuzasi butunlay uglerod nanotubalaridan tashkil topgan uglerodli nanotubali protsessor radiatori issiqlik o‘tkazuvchanligi ko‘p ishlatiladigan mis materiallardan 5 barobar ko‘p.Shu bilan birga, bitta devorli uglerod nanotubalari yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan kompozit materiallarda yaxshi qo'llash istiqbollariga ega va dvigatellar va raketalar kabi turli yuqori haroratli komponentlarda qo'llanilishi mumkin.

Bir devorli uglerod nanotubalarining optik xususiyatlari

Bir devorli uglerod nanotubalarining noyob tuzilishi uning noyob optik xususiyatlarini yaratdi.Uning optik xossalarini o‘rganishda Raman spektroskopiyasi, lyuminestsent spektroskopiya va ultrabinafsha-ko‘rinadigan-yaqin infraqizil spektroskopiya keng qo‘llanilgan.Raman spektroskopiyasi bitta devorli uglerod nanotubalarini aniqlash uchun eng ko'p ishlatiladigan vositadir.Yagona devorli uglerod nanotubalarining halqali nafas olish tebranish rejimining (RBM) xarakterli tebranish rejimi taxminan 200 nm da paydo bo'ladi.RBM uglerod nanotubalarining mikro tuzilishini aniqlash va namunada bitta devorli uglerod nanotubalari mavjudligini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.

Bir devorli uglerod nanotubalarining magnit xususiyatlari

Uglerod nanotubalari noyob magnit xususiyatlarga ega, ular anizotrop va diamagnetik bo'lib, yumshoq ferromagnit materiallar sifatida ishlatilishi mumkin.Muayyan tuzilmalarga ega bo'lgan ba'zi bir devorli uglerod nanotubalari ham o'ta o'tkazuvchanlikka ega va ular o'ta o'tkazuvchan simlar sifatida ishlatilishi mumkin.

Bir devorli uglerod nanotubalarining gazni saqlash ko'rsatkichlari

Bir o'lchovli quvurli struktura va bitta devorli uglerod nanotubalarining katta uzunligi va diametri nisbati ichi bo'sh trubka bo'shlig'ini kuchli kapillyar ta'sirga ega qiladi, shuning uchun u noyob adsorbsiya, gazni saqlash va infiltratsiya xususiyatlariga ega.Mavjud tadqiqot hisobotlariga ko'ra, bitta devorli uglerod nanotubalari eng katta vodorod saqlash sig'imiga ega bo'lgan adsorbsion materiallar bo'lib, boshqa an'anaviy vodorod saqlash materiallaridan ancha ustundir va vodorod yonilg'i xujayralari rivojlanishiga yordam beradi.

Bir devorli uglerod nanotubalarining katalitik faolligi

Bir devorli uglerod nanotubalari mukammal elektron o'tkazuvchanlikka, yuqori kimyoviy barqarorlikka va katta o'ziga xos sirt maydoniga (SSA) ega.Ular katalizator yoki katalizator tashuvchi sifatida ishlatilishi mumkin va yuqori katalitik faollikka ega.An'anaviy heterojen katalizda yoki elektrokatalizda va fotokatalizda bo'lishidan qat'i nazar, bitta devorli uglerod nanotubalari katta qo'llash potentsialini ko'rsatdi.

Guangzhou Hongwu turli uzunlikdagi, tozaligi (91-99%), funktsional turdagi yuqori va barqaror sifatli bitta devorli uglerod nanotubalarini etkazib beradi.Shuningdek, dispersiyani sozlash mumkin.