ENE WALL

Single-walled carbon nanotubes

单壁碳纳米管

关于单壁碳纳米管

单壁碳纳米管——金字塔顶端的碳纳米材料

单壁碳纳米管是由S.Iijima等在1993年发现的‌。单壁碳纳米管(SWCNT)是一种具有独特结构和性能的材料,其直径通常在1~2nm左右,具有优异的力学、电学和热学性能。由于其长径比非常大,单壁碳纳米管在电子器件、复合材料和储能设备等领域有广泛的应用前景。

如有需要咨询我们
单壁碳纳米管

单壁碳纳米管特性

单壁碳纳米管(SWCNTs)具有物理和化学特性,主要包括以下几个方面:

 

单壁碳纳米管

结构特性

单壁碳纳米管由单层石墨烯片卷曲形成无缝管状结构,其典型的直径和长度分别为1-2nm和10-100um。这种结构使得单壁碳纳米管具有高长径比。

力学性能

单壁碳纳米管具有极高的强度和模量,抗拉强度可以达到50-200GPa。由于其独特的结构,单壁碳纳米管在力学性能上表现出色,能够承受极大的拉伸和压缩应力。

电学性能

单壁碳纳米管的电学性能因其结构的不同而变化。它们可以表现为金属性或半导体性,甚至在同一根碳纳米管的不同部位,由于结构不同,也会表现出不同的导电性。

应用特性

分散良好的单壁碳纳米管嵌入到材料的基体中会形成强化的三维导电网络,赋予材料新的特性,且对原来的颜色或其他主要性能影响极小。

ENEWALL单壁碳纳米管


视频标题

微观结构

扫描电镜图(从3um、1um到200nm)

微观结构
微观结构
微观结构

透射电镜图

透射电镜图
透射电镜图
透射电镜图

技术参数

项目

测量方法

单位

规格值

外观

目测

/

黑色粉末

碳含量

1000℃灰分测试

%

98.5±1

SWNTs长度

AFM

um

>100

比表面积

≥100

m2/g

>500

直径

TEM测试

nm

1.6±0.5

IG/ID

Raman测试(532nm)

/

>50

金属杂质

ICP-OES

ppm

<5000

拉曼光谱图

拉曼光谱图

单壁碳纳米管应用

‌单壁碳纳米管(SWCNT)‌在多个领域有着广泛的应用,主要包括纳米电子器件、材料加强剂、生物医学和能源存储。

单壁碳纳米管

纳米电子器件

单壁碳纳米管因其优异的电学性能,被广泛应用于高性能电子器件中。例如,单壁碳纳米管晶体管具有高达500GHz的频率响应,是传统金属氧化物半导体场效应晶体管的十倍。此外,单壁碳纳米管还可以用于制造更小的晶体管和更强的电池,显示出在未来的电子设备中广泛的应用前景‌。

增强增韧

单壁碳纳米管具有极高的机械强度,其抗拉强度达到50~200 GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6,至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1 TPa,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍。因此,单壁碳纳米管被广泛用作增强材料的添加剂,能够大幅度提高复合材料的机械性能。将单壁碳纳米管添加到复合材料中,可以生产出轻便、高强度的空间航天器零部件和运动器材‌。

单壁碳纳米管
单壁碳纳米管

生物医学

单壁碳纳米管具有良好的生物相容性和药物载体能力,被广泛用于生物医学领域。例如,单壁碳纳米管可以用于制造高效的癌症靶向药物输送系统,配合红外线热疗,实现对肿瘤的高效杀灭。此外,单壁碳纳米管还用于神经组织再生和细胞成像等领域‌。

能源存储

单壁碳纳米管的高比表面积和良好的导电性使其成为一种适合用于储存能量的材料。用单壁碳纳米管制作的电容器具有远高于传统电容器的储能能力。此外,单壁碳纳米管还可以用于制备高效的锂离子电池,提高电池的能量密度和充放电速度‌。

单壁碳纳米管
单壁碳纳米管

静电防护

单壁碳纳米管作为新型抗静电剂,在超低添加量(0.01%)条件下,即可在材料中形成3D导电和增强网络,可以高达86%的透明度,小于3%的雾度值。单壁碳纳米管极高的长径比、优异的导电性和化学稳定性,保证了材料可以达到104 –10 9 Ω/sq的稳定和永久的电阻率,赋予产品优异的防静电效果。