Som det mest representativa endimensionella nanomaterialet,enkelväggiga kolnanorör(SWCNT) har många utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper.Med den kontinuerliga djupgående forskningen om grunden och tillämpningen av enkelväggiga kolnanorör, har de visat breda tillämpningsmöjligheter inom många områden, inklusive nanoelektronik, kompositmaterialförstärkare, energilagringsmedia, katalysatorer och katalysatorbärare, sensorer, fält emitters, ledande filmer, bio-nanomaterial etc., av vilka några redan har uppnått industriella tillämpningar.

Mekaniska egenskaper hos enkelväggiga kolnanorör

Kolatomerna i enkelväggiga kolnanorör är kombinerade med mycket starka CC-kovalenta bindningar.Det spekuleras från strukturen att de har hög axiell hållfasthet, bremsstrahlung och elasticitetsmodul.Forskare mätte vibrationsfrekvensen för den fria änden av CNT och fann att Youngs modul av kolnanorör kan nå 1Tpa, vilket är nästan lika med Youngs modul för diamant, vilket är cirka 5 gånger stålets modul.SWCNTs har extremt hög axiell hållfasthet, det är ungefär 100 gånger högre än stål;den elastiska töjningen hos enkelväggiga kolnanorör är 5 %, upp till 12 %, vilket är ungefär 60 gånger större än stål.CNT har utmärkt seghet och böjbarhet.

Enkelväggiga kolnanorör är utmärkta förstärkningar för kompositmaterial, som kan ge sina utmärkta mekaniska egenskaper till kompositmaterial, så att kompositmaterial visar den styrka, seghet, elasticitet och utmattningsbeständighet som de ursprungligen inte har.När det gäller nanosonder kan kolnanorör användas för att göra skanningsprobspetsar med högre upplösning och större detektionsdjup.

Elektriska egenskaper hos enkelväggiga kolnanorör

Den spiralformade rörformiga strukturen hos enkelväggiga kolnanorör bestämmer dess unika och utmärkta elektriska egenskaper.Teoretiska studier har visat att på grund av den ballistiska transporten av elektroner i kolnanorör, är deras strömförande kapacitet så hög som 109A/cm2, vilket är 1000 gånger högre än koppar med god ledningsförmåga.Diametern på ett enkelväggigt kolnanorör är cirka 2nm, och elektronernas rörelse i det har kvantbeteende.Påverkad av kvantfysiken, när diametern och spiralläget för SWCNT förändras, kan energigapet i valensbandet och ledningsbandet ändras från nästan noll till 1eV, dess ledningsförmåga kan vara metallisk och halvledande, så ledningsförmågan hos kolnanorör kan justeras genom att ändra kiralitetsvinkeln och diametern.Hittills har inget annat ämne visat sig vara som enkelväggiga kolnanorör kan på liknande sätt justera energigapet genom att helt enkelt ändra arrangemanget av atomer.

Kolnanorör, som grafit och diamant, är utmärkta värmeledare.Liksom deras elektriska ledningsförmåga har kolnanorör också utmärkt axiell värmeledningsförmåga och är idealiska värmeledande material.Teoretiska beräkningar visar att kolnanoröret（CNT） värmeledningssystemet har en stor genomsnittlig fri bana av fononer, fononer kan smidigt överföras längs röret och dess axiella värmeledningsförmåga är cirka 6600W/m•K eller mer, vilket liknar värmeledningsförmågan hos enskiktsgrafen.Forskarna mätte att rumstemperaturens värmeledningsförmåga för enkelväggiga kolnanorör (SWCNT) är nära 3500W/m•K, vilket är mycket högre än för diamant och grafit (~2000W/m•K).Även om värmeväxlingsprestanda för kolnanorör i axiell riktning är mycket hög, är deras värmeväxlingsprestanda i vertikal riktning relativt låg, och kolnanorör begränsas av sina egna geometriska egenskaper, och deras expansionshastighet är nästan noll, så även många kolnanorör buntade till en bunt kommer värme inte att överföras från ett kolnanorör till ett annat.

Den utmärkta värmeledningsförmågan hos enkelväggiga kolnanorör (SWCNT) anses vara ett utmärkt material för kontaktytan på nästa generations radiatorer, vilket kan göra dem till ett termiskt ledningsförmåga för dator-CPU-chipradiatorer i framtiden.Kolnanorörs-CPU-radiatorn, vars kontaktyta med CPU:n helt är gjord av kolnanorör, har en värmeledningsförmåga som är 5 gånger högre än vanligt använda kopparmaterial.Samtidigt har enkelväggiga kolnanorör goda användningsmöjligheter i kompositmaterial med hög värmeledningsförmåga och kan användas i olika högtemperaturkomponenter som motorer och raketer.

Optiska egenskaper hos enkelväggiga kolnanorör

Den unika strukturen hos enkelväggiga kolnanorör har skapat dess unika optiska egenskaper.Ramanspektroskopi, fluorescensspektroskopi och ultraviolett-synlig-nära infraröd spektroskopi har använts i stor utsträckning i studien av dess optiska egenskaper.Ramanspektroskopi är det vanligaste detektionsverktyget för enkelväggiga kolnanorör.Det karakteristiska vibrationsläget för enkelväggiga kolnanorörs ringandningsvibrationsläge (RBM) visas vid cirka 200 nm.RBM kan användas för att bestämma mikrostrukturen hos kolnanorör och avgöra om provet innehåller enkelväggiga kolnanorör.

Magnetiska egenskaper hos enkelväggiga kolnanorör

Kolnanorör har unika magnetiska egenskaper, som är anisotropa och diamagnetiska, och kan användas som mjuka ferromagnetiska material.Vissa enkelväggiga kolnanorör med specifika strukturer har också supraledning och kan användas som supraledande ledningar.

Gaslagringsprestanda för enkelväggiga kolnanorör

Den endimensionella rörformiga strukturen och det stora förhållandet mellan längd och diameter av enkelväggiga kolnanorör gör att den ihåliga rörkaviteten har en stark kapilläreffekt, så att den har unika egenskaper för adsorption, gaslagring och infiltration.Enligt befintliga forskningsrapporter är enkelväggiga kolnanorör de adsorptionsmaterial med den största vätelagringskapaciteten, långt överstigande andra traditionella vätelagringsmaterial, och kommer att bidra till att främja utvecklingen av vätebränsleceller.

Den katalytiska aktiviteten hos enkelväggiga kolnanorör

Enkelväggiga kolnanorör har utmärkt elektronisk ledningsförmåga, hög kemisk stabilitet och stor specifik yta (SSA).De kan användas som katalysatorer eller katalysatorbärare och har högre katalytisk aktivitet.Oavsett i traditionell heterogen katalys, eller i elektrokatalys och fotokatalys, har enkelväggiga kolnanorör visat stora applikationspotentialer.

Guangzhou Hongwu levererar enkelväggiga kolnanorör av hög och stabil kvalitet med olika längd, renhet (91-99%), funktionaliserade typer.Även dispersion kan anpassas.