碳纳米管在纳米技术领域发挥着至关重要的作用。在这个问题上,单壁碳纳米管和多壁碳纳米管彼此之间密切相关。
单壁碳纳米管(SWCNT)是仅由一层(壁)碳分子形成的圆柱体。通常,它们的直径范围为0.4至2毫米。单壁碳纳米管的直径由它们合成的温度范围决定。温度升高会导致更大尺寸(更宽)的单壁碳纳米管的结合。
单壁碳纳米管的结构可能有所不同,可以是锯齿形、螺旋形、扶手椅形或手性排列。SWCNT的表面积也相当高,达到1300m²/g,这使其成为纳米机器人和未来药物管理的理想选择。
另一方面,多壁碳纳米管(MWCNT) 与SWCNT的不同之处在于它们具有的圆柱形壁的数量。在多壁碳纳米管中,碳分子形成多个同心壁,这些同心壁的直径逐渐增大。尽管多壁碳纳米管中有许多壁,但每个壁仅由原子厚度的结构组成。
这些是碳纳米管的固有特性(单壁和多壁),这使得它们在众多行业中具有良好的前景。
①它是电能的理想导体
②更高的拉伸强度
③非常灵活和有弹性
④它是热能的优良导体
⑤高纵横比
⑥优秀的电子场发射体
⑦较低的热膨胀系数
以下是单壁碳纳米管(SWCNT)在不同行业中的各种应用:
①作为聚合物(塑料)中的添加剂,同时提高强度和导电性
②作为多种化学反应的催化剂,可更好地控制反应并获得最佳结果
③作为电子场发射器,非常适合阴极射线照明装置
④作为平板显示器更高效的材料
⑤作为电信网络中的气体放电管
⑥用于电磁吸收和屏蔽
⑦实现理想的能量转换
⑧作为传统锂电池阳极的替代品
⑨为了更有效地储存氢气
⑩作为纳米管复合材料,通过涂层或填充制成
⑪作为纳米探针,用于EFM、STM、AFM和药物给药
⑫作为纳米电极
⑬作为先进传感器的一部分
⑭用于增强复合材料
⑮作为超级电容器
多壁碳纳米管(MWCNT)强度高,具有更好的导电和导热能力,因此在以下方面具有更广泛的潜力:
①在电池中使用多壁碳纳米管可以使存储电量加倍。
②在太阳能电池方面,由于基于多壁碳纳米管的太阳能电池具有100微米高的塔,相对而言可以吸收更多的阳光,从而确保显着提高发电量。
③在晶体管中,尺寸可以进一步显着减小,从而产生更紧凑和微型的电子产品——纳米电子产品。
④对于平板显示器,作为全球电子品牌的三星,已经制造出一种在阴极上具有MWCNT条纹、在阳极上涂有荧光粉的ITO条纹的场致发射显示器。
⑤在能量存储更好的情况下,与其他形式的碳相比,多壁碳纳米管是更强大的电化学电容器。
凭借这些以及许多其他此类潜在应用,碳纳米管类型在世界各地的各种行业中得到广泛使用。