Inngangur og notkun bakgrunns einsveggs kolefnis nanotubes
Einkonur kolefnis nanotubes (SWCNTs) eru pípulaga mannvirki sem myndast með því að krulla náið eitt lag af grafeni og þvermál þeirra eru venjulega á milli 0. 4 og 2 nanómetra. Einkonur kolefnis nanotubes hafa afar mikla hreyfanleika burðarefna. Með mjög háum hreyfanleika burðarefni 5 cm²\/v · s, furðulegur teygjanlegur stuðull um það bil 1TPa, og framúrskarandi hitaleiðni 3500W\/m · k, hefur þetta efni verulegan möguleika í atvinnugreinum eins og nýjum orkubifreiðum og sveigjanlegri rafeindatækni. Þar sem vísindamenn tóku þetta efni með góðum árangri í fyrsta skipti árið 1993, hafa SWCNTs vakið mikla athygli í vísindasamfélaginu vegna framúrskarandi rafleiðni þeirra og stuðlað að framvindu þeirra á ýmsum háþróuðum notkunarsviðum.
Einstakir eiginleikar einveggja kolefnis nanotubes
„Vélrænir eiginleikar“
Kolefnisatómin inni í einveggnum kolefnis nanotubes eru nátengd með CC samgildum tengslum og þessi uppbygging veitir henni framúrskarandi axial styrk, hörku og teygjanlegt stuðull. Niðurstöður tilrauna sýna að stuðull Youngs er allt að 1 TPA, sambærilegur við tígul og langt umfram stál um fimm sinnum. Á sama tíma hafa einveggir kolefnis nanotubes furðulega axial styrk, sem er meira en hundrað sinnum það af stáli. Að auki getur mýkt þess orðið 5% til 12%, sem er 60 sinnum hærra en stál, sem sýnir að fullu framúrskarandi hörku og sveigjanleika.
Rafmagnsafköst
Einkonur kolefnis nanotubes sýna framúrskarandi rafmagns eiginleika vegna einstaka helical pípulaga uppbyggingar þeirra. Fræðileg greining sýnir að það hvernig rafeindir eru fluttar innan þeirra er svipað og ballistísk flutning, sem veitir einveggnum kolefnis nanotubes með óvenjulega núverandi burðargetu. Ólíkt öðrum efnum, geta kolefnis nanotubes með einum vegnum stjórnað á sveigjanleika þeirra með því að breyta chiral horninu og þvermálinu og ná nákvæmri stjórnun á orkubilastærð. Þeir hafa afar stóran straumgetu og sýna fram á óviðjafnanlega yfirburði.
Hitauppstreymi
Kolefni nanotubes standa ekki aðeins vel á sviði rafleiðni, heldur hafa einnig framúrskarandi hitauppstreymi. Svipað og framúrskarandi hitaleiðarar eins og grafít og demantur, hafa kolefnis nanotubes einnig framúrskarandi axial hitaleiðni getu, sem gerir það að valinu hitauppstreymi leiðandi efni. Axial hitaleiðni þess er allt að 6600 W\/m · K, sem getur jafnvel verið sambærileg við það á eins lag grafen. Við stofuhita er hitaleiðni eins veggs kolefnis nanotube nálægt 3500 W\/m · K, sem er mun hærra en demantur og grafít. Hins vegar er árangur hitaskipta í lóðrétta átt tiltölulega lítill.
Sjónárangur
Einkonur kolefnis nanotubes sýna einstaka sjón eiginleika vegna sérstakrar uppbyggingar þeirra. Vísindamenn rannsökuðu sjón eiginleika þess með ýmsum aðferðum eins og Raman litrófsgreining, flúrljómun litrófsgreining og útfjólubláu vísvitandi litrófsgreining. Meðal þeirra birtist hringlaga titringsmynstur (RBM) um það bil 200 nm, sem veitir árangursríka nálgun við smíði greiningar á kolefnisnanotubes og auðkenningu á einveggnum kolefnis nanotubes. Ennfremur, eftir viðeigandi breytingu, hefur það sýnt möguleika á ljósmyndatöku og nærri innrauða ofurhita, sem færir nýtt umsóknargildi á lífeindafræðilega reitinn.