Pendahuluan dan latar belakang aplikasi nanotube karbon berdinding tunggal
Nanotube karbon berdinding tunggal (SWCNT) adalah struktur tubular yang dibentuk dengan mengeriting erat satu lapisan graphene, dan dimensi diameternya biasanya antara 0 . 4 dan 2 nanometer {{5} {nanotube-dinding tunggal {h-h-h-{nanoTube {h-{single nanotube memiliki karier yang sangat tinggi {sangat tinggi {{nanotube {sangat tinggi {{{{{{{{{{{sangat tinggi {sangat tinggi {{sangat tinggi {single carbon nanotube {{{{sangat tinggi {sangat tinggi {sangat tinggi {sangat tinggi {sangat tinggi 5cm²/V·s, an astonishing elastic modulus of approximately 1TPa, and an outstanding thermal conductivity of 3500W/m·K, this material holds significant potential in industries such as new energy vehicles and flexible electronics. Since scientists successfully synthesized this material for the first time in 1993, SWCNTs have attracted extensive attention in the scientific community due to their excellent electrical conductivity dan telah mempromosikan kemajuan penelitian mereka di berbagai bidang aplikasi canggih.
Sifat unik nanotube karbon berdinding tunggal
"Sifat Mekanik"
The carbon atoms inside single-walled carbon nanotubes are closely connected by CC covalent bonds, and this structure endows it with excellent axial strength, toughness and elastic modulus. The experimental results show that its Young's modulus is as high as 1TPa, comparable to that of diamond and far exceeding that of steel by five times. Meanwhile, single-walled carbon Nanotube memiliki kekuatan aksial yang mencengangkan, yang lebih dari seratus kali baja . Selain itu, elastisitasnya dapat mencapai 5% hingga 12%, yang 60 kali lipat dari baja, sepenuhnya menunjukkan ketangguhan dan fleksibilitasnya yang sangat baik .
Kinerja listrik
Nanotube karbon berdinding tunggal menunjukkan sifat listrik yang luar biasa karena struktur tubular heliksnya yang unik . analisis teoretis menunjukkan bahwa cara elektron diangkut di dalamnya mirip dengan transportasi balistik, yang memberikan nanotbon yang melenturkan karbon yang tidak dapat dilapisi dengan nano yang tidak dapat dipenuhi dengan nano yang tidak dapat dipenuhi {{4} seperti yang tidak dapat dipenuhi nano-wall yang tidak dapat dipenuhi nan. Sudut dan diameter kiral, mencapai kontrol yang tepat dari ukuran celah energi . mereka memiliki kapasitas pembawa saat ini yang sangat besar dan menunjukkan keunggulan yang tak tertandingi .
Kinerja termal
Nanotube karbon tidak hanya berkinerja baik di bidang konduktivitas listrik, tetapi juga memiliki sifat termal yang sangat baik . mirip dengan konduktor termal yang sangat baik seperti grafit dan berlian, karbon nanotubes juga memiliki kemampuan konduksi panas yang sebanding dengan 6 {1 {1 {1 {{1} yang luar biasa, yang sebanding dengan mata, 66. single-layer graphene. At room temperature, the thermal conductivity of a single single-walled carbon nanotube is close to 3500 W/m·K, which is much higher than that of diamond and graphite. However, the heat exchange performance in the vertical direction is relatively low.
Kinerja optik
Single-walled carbon nanotubes exhibit unique optical properties due to their distinctive structure. Scientists studied its optical properties through various techniques such as Raman spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and ultraviolet-vision-near-infrared spectroscopy. Among them, the annular breathing vibration pattern (RBM) appears at approximately 200nm, providing an effective approach for the microstructure analysis of carbon nanotubes and the identification of single-walled carbon nanotubes. Furthermore, after appropriate modification, it has shown potential in photoacoustic imaging and near-infrared hyperthermia, bringing new application value to the biomedical field.