Вступ та застосування фону одностінних вуглецевих нанотрубок
Односторні вуглецеві нанотрубки (SWCNT)-це трубчасті структури, утворені щільно згорнутим одношаровим графеном, а їх діаметри, як правило, варіюються від 0. 4 до 2 нанометрів. Одностінні вуглецеві нанотрубки мають надзвичайно високу рухливість носія. Завдяки ультра-високій мобільності перевізників 5 см²\/V · s, дивовижним модулем пружності приблизно 1TPA та видатним теплопровідністю 3500 Вт\/м · K, цей матеріал має значний потенціал у таких промислових виробах, як нові енергетичні транспортні засоби та гнучка електроніка. Оскільки вчені вперше успішно синтезували цей матеріал у 1993 році, SWCNT привернули велику увагу в науковому співтоваристві завдяки їхній чудовій електропровідності та просунули прогрес у дослідженні в різних сферах просунутого застосування.
Унікальні властивості одностінних вуглецевих нанотрубок
► Механічні властивості
Атоми вуглецю всередині одностінних вуглецевих нанотрубок тісно з'єднані ковалентними зв’язками CC, структурою, яка наділяє їх видатною осьовою міцністю, міцністю та модулем пружності. Експериментальні результати показують, що модуль його юнака високий, як 1TPA, порівняний з алмазом і набагато перевищує п’ять разів більше сталі. Тим часом одностінні вуглецеві нанотрубки володіють дивовижною осьовою міцністю, яка в сто ста сталі. Крім того, його еластичність може досягати 5% до 12%, що в 60 разів перевищує сталь, повністю демонструючи її чудову міцність та гнучкість.
► Електричні властивості
Одностінні вуглецеві нанотрубки демонструють видатні електричні властивості завдяки їх унікальній спіральній трубній структурі. Теоретичний аналіз показує, що режим транспорту електронів всередині нього схожий на балістичний транспорт, який надає одностінні вуглецеві нанотрубки з надзвичайною ємністю, що переносить струм. На відміну від інших речовин, одностінні вуглецеві нанотрубки можуть гнучко регулювати свою провідність, змінюючи хіральний кут і діаметр, досягаючи точного контролю над розміром енергетичного зазору. Вони мають надзвичайно високу потужність, що переносить струм, і демонструють незрівнянну перевагу.
►Thermal Properties
Вуглецеві нанотрубки не тільки добре працюють у галузі електропровідності, але й мають видатні теплові властивості. Подібно до відмінних теплових провідників, таких як графіт та алмаз, вуглецеві нанотрубки також мають видатні можливості осьової теплопровідності, що робить їх ідеальними теплопровідними матеріалами. Його осьова теплопровідність дорівнює 6600 Вт\/м · К, навіть порівнянна з одношаровим графеном. При кімнатній температурі теплопровідність однієї одностінної вуглецевої нанотрубки близька до 3500 Вт\/м · К, значення, що значно перевищує діамант та графіт, але його ефективність теплообміну у вертикальному напрямку відносно низька.
►"Оптична вистава"
Одностінні вуглецеві нанотрубки демонструють унікальні оптичні властивості завдяки їх характерній структурі. Вчені вивчали його оптичні властивості за допомогою різних методик, таких як спектроскопія Рамана, флуоресцентна спектроскопія та ультрафіолетова інфрачервона спектроскопія. Серед них круговий режим вібрації дихання (RBM) проявляється приблизно на 200 нм, що забезпечує ефективний підхід до мікроструктури аналізу вуглецевих нанотрубок та ідентифікації одностінних вуглецевих нанотрубок. Крім того, після відповідної модифікації вона показує потенціал у фотоакустичній візуалізації та майже інфрачервоній гіпертермії, що приносить нове значення застосування в біомедичне поле.