Som det mest repræsentative endimensionelle nanomateriale,enkeltvæggede kulstof nanorør(SWCNT'er) har mange fremragende fysiske og kemiske egenskaber.Med den kontinuerlige dybdegående forskning i grundlæggende og anvendelse af enkeltvæggede kulstofnanorør har de vist brede anvendelsesmuligheder på mange områder, herunder nano elektroniske enheder, kompositmaterialeforstærkere, energilagringsmedier, katalysatorer og katalysatorbærere, sensorer, felt emittere, ledende film, bio-nano materialer osv., hvoraf nogle allerede har opnået industrielle anvendelser.

Mekaniske egenskaber af enkeltvæggede kulstofnanorør

Kulstofatomerne i enkeltvæggede kulstofnanorør er kombineret med meget stærke CC-kovalente bindinger.Det spekuleres ud fra strukturen, at de har høj aksial styrke, bremsstrahlung og elasticitetsmodul.Forskere målte vibrationsfrekvensen af ​​den frie ende af CNT'er og fandt ud af, at Youngs modul af kulstofnanorør kan nå 1Tpa, hvilket er næsten lig med Youngs modul af diamant, som er omkring 5 gange stålets.SWCNT'er har ekstrem høj aksial styrke, det er omkring 100 gange stålets;den elastiske belastning af enkeltvæggede kulstofnanorør er 5 %, op til 12 %, hvilket er omkring 60 gange stålets.CNT har fremragende sejhed og bøjelighed.

Enkeltvæggede kulstof nanorør er fremragende forstærkninger til kompositmaterialer, som kan bibringe deres fremragende mekaniske egenskaber til kompositmaterialer, så kompositmaterialer viser den styrke, sejhed, elasticitet og træthedsbestandighed, som de ikke oprindeligt besidder.Med hensyn til nanoprober kan kulstofnanorør bruges til at lave scanningssondespidser med højere opløsning og større detektionsdybde.

Elektriske egenskaber af enkeltvæggede kulstofnanorør

Den spiralformede rørformede struktur af enkeltvæggede kulstofnanorør bestemmer dens unikke og fremragende elektriske egenskaber.Teoretiske undersøgelser har vist, at på grund af den ballistiske transport af elektroner i kulstofnanorør er deres strømbærende kapacitet så høj som 109A/cm2, hvilket er 1000 gange højere end kobber med god ledningsevne.Diameteren af ​​et enkeltvægget carbon nanorør er omkring 2nm, og elektronernes bevægelse i det har kvanteadfærd.Påvirket af kvantefysik, når diameteren og spiraltilstanden for SWCNT ændres, kan energigabet af valensbåndet og ledningsbåndet ændres fra næsten nul til 1eV, dets ledningsevne kan være metallisk og halvledende, så ledningsevnen af ​​kulstofnanorør kan justeres ved at ændre chiralitetsvinklen og diameteren.Hidtil har intet andet stof vist sig at være som enkeltvæggede kulstofnanorør, der på samme måde kan justere energigabet ved blot at ændre arrangementet af atomer.

Carbon nanorør, som grafit og diamant, er fremragende termiske ledere.Ligesom deres elektriske ledningsevne har kulstofnanorør også fremragende aksial termisk ledningsevne og er ideelle varmeledende materialer.Teoretiske beregninger viser, at kulstofnanorøret（CNT） varmeledningssystemet har en stor gennemsnitlig fri vej af fononer, fononer kan overføres jævnt langs røret, og dets aksiale termiske ledningsevne er omkring 6600W/m•K eller mere, hvilket svarer til den termiske ledningsevne af enkeltlagsgrafen.Forskerne målte, at rumtemperaturens termiske ledningsevne for enkeltvæggede carbonnanorør (SWCNT) er tæt på 3500W/m•K, hvilket er meget større end diamant og grafit (~2000W/m•K).Selvom varmevekslingsydelsen af ​​kulstofnanorør i aksial retning er meget høj, er deres varmevekslingsydelse i lodret retning relativt lav, og kulstofnanorør er begrænset af deres egne geometriske egenskaber, og deres ekspansionshastighed er næsten nul, så selv mange kulstof nanorør bundtet i et bundt, vil varme ikke blive overført fra et kulstof nanorør til et andet.

Den fremragende termiske ledningsevne af enkeltvæggede carbon nanorør (SWCNT'er) anses for at være et fremragende materiale til kontaktoverfladen af ​​næste generations radiatorer, hvilket kan gøre dem til et termisk ledningsevnemiddel for computer-CPU-chipradiatorer i fremtiden.Kulstofnanorør CPU-radiatoren, hvis kontaktflade med CPU'en udelukkende er lavet af kulstofnanorør, har en termisk ledningsevne, der er 5 gange højere end almindeligt anvendte kobbermaterialer.Samtidig har enkeltvæggede kulstofnanorør gode anvendelsesmuligheder i kompositmaterialer med høj varmeledningsevne og kan bruges i forskellige højtemperaturkomponenter såsom motorer og raketter.

Optiske egenskaber af enkeltvæggede kulstofnanorør

Den unikke struktur af enkeltvæggede kulstof nanorør har skabt dets unikke optiske egenskaber.Raman-spektroskopi, fluorescensspektroskopi og ultraviolet-synlig-nær-infrarød spektroskopi er blevet brugt i vid udstrækning i studiet af dets optiske egenskaber.Raman-spektroskopi er det mest almindeligt anvendte detektionsværktøj til enkeltvæggede kulstofnanorør.Den karakteristiske vibrationstilstand for enkeltvæggede kulstofnanorørs ringåndingsvibrationstilstand (RBM) vises ved omkring 200 nm.RBM kan bruges til at bestemme mikrostrukturen af ​​kulstofnanorør og bestemme, om prøven indeholder enkeltvæggede kulstofnanorør.

Magnetiske egenskaber af enkeltvæggede kulstofnanorør

Carbon nanorør har unikke magnetiske egenskaber, som er anisotrope og diamagnetiske, og kan bruges som bløde ferromagnetiske materialer.Nogle enkeltvæggede kulstof nanorør med specifikke strukturer har også superledning og kan bruges som superledende ledninger.

Gaslagringsydelse af enkeltvæggede kulstofnanorør

Den endimensionelle rørformede struktur og det store længde-til-diameter-forhold mellem enkeltvæggede carbonnanorør gør, at hulrørshulrummet har en stærk kapillæreffekt, så det har unikke adsorptions-, gaslagrings- og infiltrationsegenskaber.Ifølge eksisterende forskningsrapporter er enkeltvæggede kulstofnanorør de adsorptionsmaterialer med den største brintlagringskapacitet, langt over andre traditionelle brintlagermaterialer og vil hjælpe med at fremme udviklingen af ​​brintbrændselsceller.

Den katalytiske aktivitet af enkeltvæggede kulstofnanorør

Enkeltvæggede kulstof nanorør har fremragende elektronisk ledningsevne, høj kemisk stabilitet og stort specifikt overfladeareal (SSA).De kan anvendes som katalysatorer eller katalysatorbærere og har højere katalytisk aktivitet.Uanset i traditionel heterogen katalyse eller i elektrokatalyse og fotokatalyse har enkeltvæggede kulstofnanorør vist store anvendelsespotentialer.

Guangzhou Hongwu leverer enkeltvæggede kulstofnanorør af høj og stabil kvalitet med forskellig længde, renhed (91-99%), funktionaliserede typer.Også spredning kan tilpasses.