Az egyfalú szén nanocsövek bevezetése és alkalmazásának háttere
Az egyfalú szén nanocsövek (SWCNT-k) cső alakú struktúrák, amelyeket egyrétegű grafén szorosan göndörítve képeznek, és átmérőjük mérete általában a 0 4 és 2 nanométerek között van. Az egyfalú szén nanocsövek rendkívül magas hordozó mobilitással rendelkeznek. Az 5 cm²/v · s rendkívül magas hordozó mobilitással, egy meglepő, körülbelül 1TPa elasztikus modulussal, és a kiemelkedő hővezetőképesség 3500W/m · K, ez az anyag jelentős potenciállal rendelkezik olyan iparágakban, mint az új energia járművek és a rugalmas elektronika. Mivel a tudósok 1993 -ban először sikeresen szintetizálták ezt az anyagot, a SWCNT -k kiválóan felhívták a figyelmet a tudományos közösségben kiváló elektromos vezetőképességük miatt, és elősegítették ezek kutatási előrehaladását a fejlett alkalmazási területeken.
Az egyfalú szén nanocsövek egyedi tulajdonságai
"Mechanikai tulajdonságok"
Az egyfalú szén nanocsövek belsejében lévő szénatomok szorosan összekapcsolják a CC kovalens kötéseket, és ez a szerkezet kiváló tengelyirányú szilárdsággal, szilárdsággal és rugalmassági modulussal szolgálja. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a fiatalok modulusa akár 1TPA -t is, összehasonlítható a gyémánthoz, és ötször túllépi az acélé. Eközben az egyfalú szén nanocsövek meglepő tengelyirányú szilárdsággal rendelkeznek, ami több mint százszoros acélé. Ezenkívül rugalmassága elérheti az 5% -ról 12% -ot, ami 60 -szoros az acélé, teljes mértékben megmutatva annak kiváló szilárdságát és rugalmasságát.
Elektromos teljesítmény
Az egyfalú szén nanocsövek kiemelkedő elektromos tulajdonságokat mutatnak egyedi spirális csőszerkezetük miatt. Az elméleti elemzés azt mutatja, hogy az elektronok beillesztésének módja hasonló a ballisztikus transzporthoz, amely egyfalú szén nanocsöveket ad, rendkívüli áramhordozó képességgel. Más anyagokkal ellentétben az egyfalú szén nanocsövek rugalmasan szabályozhatják vezetőképességüket a királis szög és átmérő megváltoztatásával, elérve az energiarés méretének pontos szabályozását. Rendkívül nagy áramfedési képességük van, és páratlan fölényt mutatnak.
Termikus teljesítmény
A szén nanocsövek nemcsak jól teljesítenek az elektromos vezetőképesség területén, hanem kiváló hőtulajdonságokkal is rendelkeznek. A kiváló hővezetőkhöz, például a grafithoz és a gyémánthoz hasonlóan, a szén nanocsövek is kiemelkedő tengelyirányú hővezetési képességekkel rendelkeznek, így ideális hővezetőképes anyagok. Axiális hővezető képessége akár 6600 W/M · K, ami még összehasonlítható lehet az egyrétegű grafénéval. Szobahőmérsékleten az egyfalú szén nanocsövek hővezető képessége közel 3500 W/m · K, amely sokkal magasabb, mint a gyémánt és a grafité. A függőleges irányban a hőcserélő teljesítmény azonban viszonylag alacsony.
Optikai teljesítmény
Az egyfalú szén nanocsövek megkülönböztető szerkezetük miatt egyedi optikai tulajdonságokat mutatnak. A tudósok optikai tulajdonságait különféle technikákkal, például a Raman spektroszkópiával, a fluoreszcencia spektroszkópiával és az ultraibolya-látás-near-infravörös spektroszkópiával vizsgálták. Közülük a gyűrűs légzési rezgésmintázat (RBM) körülbelül 200 nm-en jelenik meg, hatékony megközelítést biztosítva a szén nanocsövek mikroszerkezeti elemzéséhez és az egyfalú szén nanocsövek azonosításához. Ezenkívül a megfelelő módosítás után potenciált mutatott a fotoakusztikus képalkotásban és a közeli infravörös hipertermiában, új alkalmazás értékét hozva az orvosbiológiai mezőbe.