Since their discovery in 1991, carb

Since their discovery in 1991, carbon nanotubes have generated huge activity in most areas of science and engineering due to their unprecedented physical and chemical properties. No previous material has displayed the combination of superlative mechanical, thermal and electronic properties attributed to them. These properties make nanotubes ideal, not only for a wide range of applications [1] but as a test bed for fundamental science [2].

In particular, this combination of properties makes them ideal candidates as advanced filler materials in composites. Researchers have envisaged taking advantage of their conductivity and high aspect ratio to produce conductive plastics with exceedingly low percolation thresholds [3]. In another area, it is thought that their massive thermal conductivity can be exploited to make thermally conductive composites [4]. However, probably the most promising area of composites research involves the mechanical enhancement of plastics using carbon nanotubes as reinforcing fillers.

The idea of using pseudo one-dimensional fillers as a reinforcing agent is nothing new: straw has been used to reinforce mud bricks since about 4000 BC. In more recent times, fibres made from materials such as alumina, glass, boron, silicon carbide and especially carbon have been used as fillers in composites. However, these conventional fibres have dimensions on the meso-scale with diameters of tens of microns and lengths of order of millimetres. Their mechanical properties are impressive with carbon fibres typically displaying stiffness and strength in the ranges 230–725 GPa and 1.5–4.8 GPa, respectively [5]. In recent years carbon nanofibres have been grown from the vapor phase with diameters of order of 100 nm and lengths between 20 and 100 μm. These small dimensions mean they have much higher surface area per unit mass than conventional carbon fibres allowing much greater interaction with composite matrices. They also tend to have impressive mechanical properties with Young’s modulus in the range 100–1000 GPa and strengths between 2.5 and 3.5 GPa [6].

However the ultimate mechanical filler material must be carbon nanotubes. Nanotubes can have diameters ranging from 1 to 100 nm and lengths of up to millimetres [7]. Their densities can be as low as ∼1.3 g/cm3 and their Young’s moduli are superior to all carbon fibres with values greater than 1 TPa [8]. However, their strength is what really sets them apart. The highest measured strength for a carbon nanotube was 63 GPa [9]. This is an order of magnitude stronger than high strength carbon fibres. Even the weakest type of carbon nanotubes have strengths of several GPa [10].

However a large amount of work will have to be done before we can really make the most of the exceptional mechanical properties of carbon nanotubes. In this paper we will explore the progress that has already been made to this end. First we will review the properties of carbon nanotubes and the theory of fibre reinforcement. This will lead us to a study of the system requirements in order to achieve reinforcement. The techniques used in the literature to produce polymer–nanotube composites will be reviewed before we look at what levels of reinforcements have actually been achieved. Finally we will discuss the advances made so far and study what needs to be done in the future.

2. Properties of nanotubes
There are two main types of nanotubes available today. Single walled nanotubes (SWNT) [11] and [12] consist of a single sheet of graphene rolled seamlessly to form a cylinder with diameter of order of 1 nm and length of up to centimetres. Multi-walled nanotubes (MWNT) consist of an array of such cylinders formed concentrically and separated by 0.35 nm, similar to the basal plane separation in graphite [13]. MWNTs can have diameters from 2 to 100 nm and lengths of tens of microns.

Single walled nanotubes can be fabricated in a variety of ways. Early fabrication relied on a modified version of arc-discharge generators used for Fullerene synthesis [11] and [12]. However, today the most common synthetic methods are based on laser ablation [14] and chemical vapor deposition [15] and [16], in particular, decomposition of CO [17]. It should be noted that, while high quality SWNTs can be produced, some defects are always present. These may significantly affect the physical and chemical properties of the nanotubes.

A graphene sheet may be rolled up in many ways to form a single walled nanotube. The rolling action breaks the symmetry of the planar system and imposes a distinct direction with respect to the hexagonal lattice, the axial direction. Depending on the relationship between this axial direction and the unit vectors describing the hexagonal lattice, the tube can be metallic, semi-metallic or semi-conducting. Semi-conducting nanotubes have bandgaps that scale inversely with diameter, ranging from approximately 1.8 eV for very small diameter tubes to 0.18 eV for the widest possible stable SWNT [18].

Pristine carbon nanotubes are extremely conductive. Due to their one-dimensional nature, charge carriers can travel through nanotubes without scattering resulting in ballistic transport. The absence of scattering means that Joule heating is minimised so that nanotubes can carry very large current densities of up to 100 MA/cm2[19]. In addition, carrier mobilities as high as 105 cm2/Vs have been observed in semi-conducting nanotubes [20]. Superconductivity has also been observed in SWNT, albeit with transition temperatures of 5 K [21].

Nanotubes are also very conductive for phonons. Theory predicts a room temperature thermal conductivity of up to 6000 W/m K [22], [23] and [24]. While this has not yet been attained, values around 200 W/m K have been measured [25].

However, it should be pointed out that pristine, isolated SWNT are rarely available to experimentalists. Due to their great flexibility and high surface energy, SWNT tend to aggregate into large bundles. Bundles contain huge numbers of both metallic and semi-conducting SWNT in a random mixture. Bundle properties are generally inferior to those of isolated SWNT. It is extremely difficult to separate SWNT from bundles making this issue a serious hurdle in the way of real applications.

Well-graphitised, relatively defect free MWNT can be produced by the arc discharge method [26]. In some ways, these materials are rather similar to those of perfect SWNT as the interwall coupling is relatively weak. Electronically, they act as either metals or very small bandgap semi-conductors. Ballistic conduction has been observed by a number of groups [27] and thermal conductivities as high as 3000 W/m K have been measured [28].

However, the most common production mechanism for MWNT is undoubtedly chemical vapor deposition (CVD). Nanotubes made from this method generally have very large quantities of defects. This means their structure is very far from the ideal rolled up hexagonal lattice. Their physical properties suffer due to the presence of defects with thermal, electronic and mechanical properties deviating significantly from those expected for pristine nanotubes. However CVD produced MWNT are important because they can be produced in very large quantities relatively cheaply. If nanotubes are ever to be useful at an industrial level it is likely that they will be produced by some type of CVD process.

2.1. Mechanical properties of nanotubes
From virtually the moment nanotubes were discovered it was expected that they would display superlative mechanical properties by analogy with graphite. It had long been known that graphite had an in-plane modulus of 1.06 TPa [29] and nanotubes were expected to display similar stiffness. While the tensile strength of graphite was not accurately known, Perepelkin had estimated it to be as high as 130 GPa from the properties of C–C bonds [30]. In addition Bacon had fabricated graphite whiskers in 1960 with a yield strength of 20 GPa [31]. Thus, it was expected that carbon nanotubes would be in a class of their own in terms of high strength and stiffness.

Long before sufficient quantities of nanotubes were produced to allow mechanical measurements, a number of studies had used computer simulation to study their properties. As early as 1993, Overney et al. [32] calculated the rigidity of short SWNT using ab initio local density calculations to determine the parameters in a Keating potential. The calculated Young’s modulus was 1500 GPa, similar to that of graphite. This was followed by a range of papers predicting that the Young’s modulus of nanotubes was close to 1 TPa independent of nanotube type and diameter [33].

The first actual mechanical measurements were made on multi-walled nanotubes produced by the arc discharge process. As only small amounts were available, early measurements were carried out in a transmission electron microscope. Treacy et al. [34] measured the amplitude of intrinsic thermal vibrations observed in the TEM. They used this to calculate moduli of 0.41–4.15 TPa for a number of tubes. Three years later Poncheral induced electromechanical resonant vibrations, giving moduli values between 0.7 and 1.3 TPa [35]. In addition, Falvo et al. observed the reversible bending of MWNT with radii of curvature as low as ∼25 nm indicating unprecedented flexibility [36].

The first direct measurement was made by Wong et al. in 1997 [8]. They used an atomic force microscope (AFM) to measure the stiffness constant of arc-MWNTs pinned at one end. This gave an average value for Young’s modulus of 1.28 TPa. More importantly they also managed to make the first strength measurements, obtaining an average bending strength of 14 GPa. Salvetat et al. used an AFM to bend an arc-MWNT that had been pinned at each end over a hole [37] obtaining an average modulus value of 810 GPa.

However, the ultimate measurements were carried out by Yu et al. in 2000 when they managed to do stress–strain measure

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตั้งแต่การค้นพบในปีพ.ศ. 2534 คาร์บอน nanotubes ได้สร้างกิจกรรมขนาดใหญ่ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ และเคมีของประวัติการณ์ วัสดุที่ก่อนหน้านี้ไม่ได้แสดงทั้งชั้นเยี่ยมเครื่องจักรกล ความร้อน และอิเล็กทรอนิกส์คุณสมบัติบันทึกเหล่านั้น คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ nanotubes เหมาะ ไม่เพียงแต่สำหรับหลากหลาย ของการใช้งาน [1] แต่ เป็นเตียงทดสอบสำหรับวิทยาศาสตร์พื้นฐาน [2]โดยเฉพาะ ชุดของคุณสมบัตินี้ทำให้พวกเขาเหมาะสมเป็นขั้นสูงวัสดุบรรจุในคอมโพสิต นักวิจัยมี envisaged ประโยชน์ของนำอัตราส่วนกว้างยาวสูงในการผลิตพลาสติกไฟฟ้ากับ percolation ต่ำไปขีดจำกัด [3] ในพื้นที่อื่น มันเป็นความคิดว่า การนำความร้อนขนาดใหญ่สามารถนำไปทำวัสดุผสมแพไฟฟ้า [4] อย่างไรก็ตาม อาจตั้งว่าคอมโพสิตวิจัยเกี่ยวข้องกับปรับปรุงเครื่องจักรกลของพลาสติกที่ใช้คาร์บอน nanotubes เป็น fillers เสริมความคิดของการใช้ fillers one-dimensional หลอกเป็นตัวแทนเสริมไม่มีอะไรใหม่: ฟางใช้หนุนอิฐโคลนตั้งแต่ประมาณ 4000 BC ในครั้งล่าสุด เส้นใยที่ทำจากวัสดุเช่นอลูมินา แก้ว โบรอน ซิลิคอน และคาร์บอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เป็นสารตัวเติมในคอมโพสิต อย่างไรก็ตาม เส้นใยเหล่านี้ปกติมีขนาดในระดับเมโสหน้ากับสมมาตรสิบ microns และความยาวของใบสั่งของ millimetres คุณสมบัติทางกลจะประทับใจกับคาร์บอนเส้นใยมักจะแสดงความแข็งและความแข็งแรงในช่วง 230 – 725 เกรดเฉลี่ยและเกรดเฉลี่ย 1.5 – 4.8 ตามลำดับ [5] ในปีที่ผ่านมา nanofibres คาร์บอนมีการเติบโตจากระยะไอกับสมมาตรสั่ง 100 nm และความยาวระหว่าง 20 และ 100 μm ขนาดเล็กเหล่านี้หมายความว่า จะมีพื้นที่ผิวมากขึ้นต่อหน่วยมวลกว่าใยคาร์บอนธรรมดาให้ยิ่งโต้ตอบกับคอมโพสิตเมทริกซ์ พวกเขายังมักจะมีคุณสมบัติทางกลที่น่าประทับใจ ด้วยโมดูลัสของยังในช่วง 100 – 1000 GPa และจุดแข็งระหว่าง GPa 2.5 และ 3.5 [6]อย่างไรก็ตาม วัสดุเติมเพราะเครื่องจักรกลที่ดีที่สุดต้องมีคาร์บอน nanotubes Nanotubes ได้สมมาตรตั้งแต่ 1 ถึง 100 นาโนเมตรและความยาวของถึง millimetres [7] ความหนาแน่นความสามารถต่ำสุด ∼1.3 g/cm3 และ moduli หนุ่มของพวกเขาอยู่เหนือกว่าเส้นใยคาร์บอนทั้งหมดมีค่ามากกว่า 1 ส.ส.ท. [8] อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงของพวกเขาเป็นอะไรจริง ๆ ต่างกัน ความแรงวัดสูงสุดสำหรับท่อนาโนคาร์บอนถูก 63 GPa [9] นี่คือการสั่งของขนาดกว่าใยคาร์บอนสูง แม้ชนิดกำจัดจุดของคาร์บอน nanotubes ได้จุดแข็งของ GPa ต่าง ๆ [10]อย่างไรก็ตาม งานจำนวนมากจะต้องทำก่อนเราสามารถจริง ๆ ให้มากสุดคุณสมบัติเครื่องจักรกลยอดเยี่ยมของคาร์บอน nanotubes ในเอกสารนี้ เราจะสำรวจความคืบหน้าที่ได้ทำเพื่อการนี้แล้ว ก่อน เราจะตรวจสอบคุณสมบัติของคาร์บอน nanotubes และทฤษฎีของเส้นใยเสริมแรง นี้จะนำเราสู่การศึกษาข้อกำหนดของระบบเพื่อให้บรรลุการเสริมสร้าง เทคนิคที่ใช้ในการผลิตพอลิเมอร์ – ท่อนาโนคอมโพสิตในวรรณคดีจะตรวจทานก่อนเราดูที่เพิ่มกำลังในระดับใดมีจริงได้สำเร็จ สุดท้าย เราจะหารือเกี่ยวกับความก้าวหน้าที่ทำไว้ และศึกษาสิ่งต้องทำในอนาคต2. คุณสมบัติของ nanotubesมีสองชนิดหลักของ nanotubes มีวันนี้ Nanotubes สไตล์เดียว (SWNT) [11] และ [12] ส่วนประกอบของแผ่นเดียว graphene ที่สะสมอย่างราบรื่นเพื่อสร้างรูปทรงกระบอก มีเส้นผ่าศูนย์กลางของใบสั่งของ 1 nm และระยะถึงหน่วยเซนติเมตร กำแพงหลาย nanotubes (MWNT) ประกอบด้วยอาร์เรย์ของถังดังกล่าวเกิดขึ้น concentrically และคั่น ด้วย 0.35 nm คล้ายกับแยกโรคบินในแกรไฟต์ [13] MWNTs ได้สมมาตรจาก 2 100 nm และความยาวของสิบ micronsNanotubes กำแพงเดียวสามารถถูกหลังสร้างได้หลายวิธี ประดิษฐ์ต้นอาศัยในปรับเปลี่ยนอาร์คจำหน่ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้สำหรับสังเคราะห์ฟูลเลอรีน [11] [12] อย่างไรก็ตาม วันนี้สังเคราะห์วิธียึดเลเซอร์จี้ [14] และสะสมไอสารเคมี [15] และ [16], ในการ แยกส่วนประกอบของ CO [17] มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่า ในขณะที่สามารถผลิตได้คุณภาพ SWNTs บางข้อบกพร่องอยู่เสมอ เหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญอาจมีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ และเคมีของ nanotubesแผ่น graphene อาจสะสมค่าในหลาย ๆ แบบทิวบ์กำแพงเดียว การดำเนินการกลิ้งสมมาตรของระนาบแบ่ง และกำหนดทิศทางที่แตกต่างกับโครงตาข่ายประกอบหกเหลี่ยม ทิศทางของแกน ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางของแกนนี้เวกเตอร์หน่วยที่อธิบายโครงตาข่ายประกอบหกเหลี่ยม ท่ออาจเป็นโลหะ กึ่งโลหะ หรือทำกึ่ง Nanotubes กึ่งทำได้ bandgaps ที่ขนาด inversely มีเส้นผ่าศูนย์กลาง ตั้งแต่สำหรับท่อขนาดเล็กมากเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1.8 eV 0.18 eV ในกว้างที่สุดได้มีเสถียรภาพ SWNT [18]บริสุทธิ์คาร์บอน nanotubes กำลังไฟฟ้ามาก เนื่องจากธรรมชาติของพวกเขา one-dimensional ค่าธรรมเนียมสายการบินสามารถเดินทางผ่าน nanotubes ไม่โปรยใน ballistic ขนส่ง การขาดงานของ scattering หมายถึง เป็นกระบวนความร้อน Joule นั้น nanotubes สามารถมีขนาดใหญ่มากแน่นปัจจุบันของ MA ถึง 100 cm2 [19] นอกจากนี้ mobilities ขนส่งสูง 105 cm2 Vs มีได้พบใน nanotubes กึ่งทำ [20] นอกจากนี้ยังได้พบใน SWNT สภาพตัวนำยิ่งยวดแม้ว่า มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของ K 5 [21]นอกจากนี้ไฟฟ้ามากสำหรับ phonons Nanotubes ได้ ทฤษฎีทำนายที่ห้องอุณหภูมิการนำความร้อนของถึง 6000 W/m K [22], [23] [24] ขณะนี้มีไม่ได้แล้วบรรลุ ค่าประมาณ 200 W/m K แล้ววัด [25]อย่างไรก็ตาม มันควรจะชี้ให้เห็นว่า บริสุทธิ์ แยก SWNT มีไม่ค่อย experimentalists ความยืดหยุ่นที่ดีและพลังงานสูงผิวของพวกเขา SWNT มีแนวโน้มที่จะรวมในการรวมข้อมูลขนาดใหญ่ การรวมข้อมูลประกอบด้วยตัวเลขขนาดใหญ่ของโลหะ และทำกึ่ง SWNT ส่วนผสมแบบสุ่ม กลุ่มคุณสมบัติโดยทั่วไปยิ่งหย่อนไปกว่าบรรดา SWNT แยกได้ มันเป็นเรื่องยากมากที่แยก SWNT จากรวมกลุ่มนี้ออกรั้วกระโดดข้ามร้ายแรงทางการใช้งานจริงดี-graphitised ค่อนข้างบกพร่องฟรี MWNT สามารถผลิตได้ โดยวิธีการปล่อยส่วนโค้ง [26] ในบางวิธี วัสดุเหล่านี้จะค่อนข้างใกล้เคียงกับโก SWNT เป็นคลัป interwall ค่อนข้างอ่อนแอ อิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาทำหน้าที่เป็นโลหะหรือเป็นตัวนำกึ่ง bandgap ขนาดเล็กมาก มีการสังเกต ballistic นำ โดยกลุ่ม [27] และการนำความร้อนสูงถึง 3000 W/m K ได้วัด [28]อย่างไรก็ตาม กลไกการผลิตมากที่สุดสำหรับ MWNT มีสะสมไอสารเคมีอย่างไม่ต้องสงสัย (เกี่ยวกับ Nanotubes ขึ้นจากวิธีนี้โดยทั่วไปมีปริมาณขนาดใหญ่ของข้อบกพร่อง นี้หมายความว่า โครงสร้างของพวกเขาอยู่ไกลเหมาะสะสมโครงตาข่ายหกเหลี่ยมประกอบ คุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขาประสบเนื่องจากความบกพร่อง มีคุณสมบัติระบายความร้อน อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องจักรกล deviating อย่างมีนัยสำคัญจากที่คาดไว้สำหรับ nanotubes บริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม ผิว CVD ผลิต MWNT มีความสำคัญเนื่องจากพวกเขาสามารถผลิตได้ในปริมาณมากย่านค่อนข้าง ถ้า nanotubes จะเคยเป็นประโยชน์ในระดับอุตสาหกรรมเป็นไปได้ว่า พวกเขาจะถูกผลิต โดยบางชนิดการผิว CVD2.1. nanotubes คุณสมบัติจากช่วงเวลาแทบ nanotubes ถูกค้นพบนั้นถูกคาดหวังว่า พวกเขาจะแสดงคุณสมบัติทางกลชั้นเยี่ยม โดยเปรียบเทียบกับก้าน มันได้รับการเรียกว่า แกรไฟต์มีโมดูลัสของในเครื่องบินของ 1.06 ส.ส.ท. [29] และ nanotubes ถูกต้องแสดงความแข็งเหมือนกัน ในขณะที่แรงของแกรไฟต์ถูกไม่ถูกต้องรู้จัก Perepelkin มีประมาณให้สูงถึง 130 GPa จากคุณสมบัติของ C-C ขายหุ้นกู้ [30] นอกจากนี้ เบคอนมีหลังสร้างแกรไฟต์หนวด 1960 มีความแข็งแรงผลผลิต 20 GPa [31] จึง มันถูกคาดว่าคาร์บอน nanotubes จะเป็นในชั้นเรียนของตนเองในด้านความแข็งแรงสูงและความแข็งยาวก่อนผลิตปริมาณที่เพียงพอของ nanotubes ให้วัดเครื่องจักรกล จำนวนของการศึกษาได้ใช้คอมพิวเตอร์จำลองเพื่อศึกษาคุณสมบัติของ เป็นช่วงต้นปี 1993, Overney et al. [32] คำนวณความแข็งแกร่งของ SWNT สั้นที่ใช้คำนวณความหนาแน่นภายใน ab initio เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ในศักยภาพคีทติง โมดูลัสของยังคำนวณเกรดเฉลี่ย 1500 แกรไฟต์ได้ นี้ถูกตาม ด้วยช่วงของเอกสารที่คาดการณ์ว่า โมดูลัสของยังของ nanotubes ถูกใกล้ 1 ส.ส.ท.อิสระชนิดท่อนาโนและเส้นผ่าศูนย์กลาง [33]วัดจริงเครื่องแรกได้ทำใน nanotubes กำแพงหลายผลิต โดยการปล่อยอาร์ค เป็นเฉพาะเงินมี วัดต้นได้ดำเนินการส่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน Treacy et al. [34] วัดคลื่นของ intrinsic สั่นสะเทือนความร้อนในการยการ พวกเขาใช้นี้ในการคำนวณ moduli 0.41 – 4.15 ส.ส.ท.จำนวนหลอด สามปี Poncheral หลังเกิดไฟฟ้าคงสั่นสะเทือน ให้ค่า moduli ระหว่าง 1.3 และ 0.7 ส.ส.ท. [35] นอกจากนี้ Falvo et al. สังเกตการกลับดัดของ MWNT มีรัศมีโค้งต่ำสุดที่ ∼25 nm แสดงความยืดหยุ่นเป็นประวัติการณ์ [36]การประเมินโดยตรงครั้งแรกทำโดยวง et al. ในปี 1997 [8] พวกเขาใช้การกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) วัดค่าคงความแข็งของส่วนโค้ง MWNTs ตรึงไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง นี้ให้ค่าเฉลี่ยสำหรับโมดูลัสของยังของถึง 1.28 ส.ส.ท.การ ที่สำคัญพวกเขายังจัดการให้วัดแรงแรก ได้รับโดยเฉลี่ยของ 14 ดัด GPa Al. ร้อยเอ็ด Salvetat ใช้ AFM การดัดการอาร์ค-MWNT ที่ได้ตรึงไว้ที่สิ้นสุดแต่ละช่วงหลุม [37] รับค่าโมดูลัสเฉลี่ยของ 810 GPaอย่างไรก็ตาม การวัดที่ดีที่สุดได้ดำเนินการโดย Yu et al. 2000 เมื่อพวกเขาจัดการเพื่อทำการวัดความเครียด – ต้องใช้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตั้งแต่การค้นพบของพวกเขาในปี 1991 ท่อนาโนคาร์บอนได้สร้างกิจกรรมขนาดใหญ่ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของพวกเขาเคยมีมาก่อน ไม่มีวัสดุที่ก่อนหน้านี้ได้แสดงการรวมกันของสมบัติเชิงกลความร้อนและอิเล็กทรอนิกส์สุดยอดประกอบกับพวกเขา คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ท่อนาโนเหมาะไม่เพียง แต่สำหรับหลากหลายของการใช้งาน [1] แต่เป็นเตียงทดสอบสำหรับวิทยาศาสตร์พื้นฐาน [2] โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรวมกันของคุณสมบัตินี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับผู้สมัครที่เป็นวัสดุบรรจุขั้นสูงในการประกอบ นักวิจัยได้วาดภาพการใช้ประโยชน์จากการนำและอัตราส่วนสูงของพวกเขาในการผลิตพลาสติกนำไฟฟ้ากับเกณฑ์ซึมต่ำมาก [3] ในพื้นที่อื่นจะคิดว่าการนำความร้อนของพวกเขาขนาดใหญ่ที่สามารถใช้ประโยชน์ในการทำวัสดุเชิงประกอบนำความร้อน [4] แต่น่าจะเป็นพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดของการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการประกอบการเพิ่มประสิทธิภาพทางกลของพลาสติกโดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นฟิลเลอร์เสริมความคิดของการใช้ฟิลเลอร์หลอกหนึ่งมิติเป็นตัวแทนเสริมจะไม่มีอะไรใหม่: ฟางถูกนำมาใช้เพื่อเสริมสร้างอิฐโคลนตั้งแต่ 4000 ปีก่อนคริสตกาล ในช่วงเวลาเส้นใยที่ทำจากวัสดุเช่นอลูมิเนียม, กระจก, โบรอน, ซิลิกอนคาร์ไบด์และคาร์บอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งได้รับการใช้เป็นสารตัวเติมในวัสดุคอมโพสิต อย่างไรก็ตามเส้นใยธรรมดาเหล่านี้มีขนาดที่ตรงกลางขนาดที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางนับไมครอนและความยาวของคำสั่งของมิลลิเมตร คุณสมบัติทางกลของพวกเขาเป็นที่น่าประทับใจด้วยเส้นใยคาร์บอนมักจะแสดงความแข็งแกร่งและความแข็งแรงในช่วง 230-725 GPa และ 1.5-4.8 GPa ตามลำดับ [5] ในปีที่ผ่านเส้นใยนาโนคาร์บอนได้รับการเติบโตขึ้นจากขั้นตอนการไอที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของคำสั่งที่ 100 นาโนเมตรและความยาวระหว่าง 20 และ 100 ไมโครเมตร เหล่านี้มีขนาดเล็กหมายความว่าพวกเขามีพื้นที่ผิวสูงมากต่อหน่วยมวลกว่าเส้นใยคาร์บอนธรรมดาช่วยให้การทำงานร่วมกันมากขึ้นด้วยการฝึกอบรมประกอบด้วย พวกเขายังมีแนวโน้มที่จะมีคุณสมบัติทางกลที่น่าประทับใจกับโมดูลัสของหนุ่มสาวในช่วง 100-1000 GPa และจุดแข็งระหว่าง 2.5 และ 3.5 GPa [6] อย่างไรก็ตามวัสดุบรรจุเครื่องจักรกลที่ดีที่สุดจะต้องเป็นท่อนาโนคาร์บอน ท่อนาโนสามารถมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 1-100 นาโนเมตรและมีความยาวถึงมิลลิเมตร [7] ความหนาแน่นของพวกเขาสามารถที่ต่ำเป็น ~1.3 g / cm3 และมอดูลัสของพวกเขายังจะดีกว่าเส้นใยคาร์บอนทั้งหมดที่มีค่ามากกว่า 1 TPa [8] อย่างไรก็ตามความแข็งแกร่งของพวกเขาคือสิ่งที่จริงๆชุดพวกเขาออกจาก ความแข็งแรงที่วัดสูงสุดสำหรับท่อนาโนคาร์บอนเป็น 63 GPa [9] นี้เป็นลำดับความสำคัญแข็งแรงกว่าเส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแรงสูง แม้แต่ชนิดที่อ่อนแอที่สุดของท่อนาโนคาร์บอนมีจุดแข็งในหลาย ๆ GPa [10] แต่เป็นจำนวนมากของการทำงานที่จะต้องทำก่อนที่เราจริงๆสามารถให้มากที่สุดของคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมของท่อนาโนคาร์บอน ในบทความนี้เราจะสำรวจความคืบหน้าว่าได้รับการสร้างขึ้นมาเพื่อการนี้ ครั้งแรกที่เราจะตรวจสอบคุณสมบัติของท่อนาโนคาร์บอนและทฤษฎีของเส้นใยเสริมแรง นี้จะนำเราไปสู่การศึกษาความต้องการของระบบเพื่อให้บรรลุการสนับสนุน เทคนิคที่ใช้ในวรรณคดีในการผลิตวัสดุเชิงประกอบพอลิเมอนาโนจะถูกตรวจสอบก่อนที่เราจะมองสิ่งที่ระดับของการเพิ่มกำลังได้รับการประสบความสำเร็จจริง ในที่สุดเราจะหารือเกี่ยวกับความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นเพื่อให้ห่างไกลและการศึกษาสิ่งที่ต้องทำในอนาคต2 คุณสมบัติของท่อนาโนมีสองประเภทหลักของท่อนาโนมีอยู่ในปัจจุบัน ท่อนาโนโสดกำแพง (SWNT) [11] และ [12] ประกอบด้วยแผ่นเดียวของกราฟีนรีดได้อย่างลงตัวในรูปแบบทรงกระบอกที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของคำสั่งของ 1 นาโนเมตรและความยาวถึงเซนติเมตร หลาย nanotubes ผนัง (MWNT) ประกอบด้วยอาร์เรย์ของถังดังกล่าวที่เกิดขึ้น concentrically และคั่นด้วย 0.35 นาโนเมตรคล้ายกับการแยกเครื่องบินพื้นฐานในไฟท์ [13] MWNTs สามารถมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2-100 นาโนเมตรและความยาวของนับไมครอนท่อนาโนผนังเดี่ยวสามารถประดิษฐ์ในหลากหลายวิธี การประดิษฐ์ต้นที่พึ่งรุ่นล่าสุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโค้งปริมาณน้ำที่ใช้ในการสังเคราะห์ฟูลเลอรี [11] และ [12] แต่วันนี้วิธีการสังเคราะห์ที่พบมากที่สุดจะขึ้นอยู่กับเลเซอร์นู [14] และไอสารเคมีสะสม [15] และ [16] โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสลายตัวของ CO [17] มันควรจะสังเกตว่าในขณะที่ SWNTs ที่มีคุณภาพสูงสามารถผลิตข้อบกพร่องบางอย่างอยู่เสมอในปัจจุบัน เหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญอาจมีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของท่อนาโนแผ่นกราฟีนอาจจะถูกรีดขึ้นในหลาย ๆ รูปแบบนาโนมีกำแพงล้อมรอบเดียว การกระทำกลิ้งแบ่งสัดส่วนของระบบภาพถ่ายและกำหนดทิศทางที่แตกต่างกันเกี่ยวกับตาข่ายหกเหลี่ยม, ทิศทางตามแนวแกน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางตามแนวแกนนี้และเวกเตอร์หน่วยอธิบายตาข่ายหกเหลี่ยม, ท่อสามารถเป็นโลหะกึ่งโลหะหรือกึ่งตัวนำ- ท่อนาโนการทำกึ่งมี bandgaps ที่ผกผันกับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ประมาณ 1.8 eV สำหรับหลอดขนาดเล็กมากที่ 0.18 eV สำหรับที่กว้างที่สุดที่เป็นไปได้ที่มีเสถียรภาพ SWNT [18] ท่อนาโนคาร์บอนเก่าแก่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างมาก เนื่องจากลักษณะมิติเดียวของพวกเขาให้บริการค่าใช้จ่ายสามารถเดินทางผ่านท่อนาโนโดยไม่ต้องกระจายผลในการขนส่งขีปนาวุธ กรณีที่ไม่มีการกระจายความร้อนหมายความว่าจูลจะลดลงเพื่อให้ท่อนาโนสามารถดำเนินการความหนาแน่นในปัจจุบันมีขนาดใหญ่มากถึง 100 MA / cm2 [19] นอกจากนี้ผู้ให้บริการเคลื่อนที่สูงถึง 105 cm2 / Vs ได้รับการตั้งข้อสังเกตในท่อนาโนกึ่งดำเนินการ [20] superconductivity ยังได้รับการปฏิบัติใน SWNT แม้จะมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงของ 5 K [21] ท่อนาโนนี้ยังมีกระแสไฟฟ้ามากสำหรับโฟนันส์ ทฤษฎีทำนายอุณหภูมิห้องการนำความร้อนได้ถึง 6000 วัตต์ / ตารางเมตร K [22], [23] และ [24] ในขณะนี้ยังไม่ได้บรรลุค่าประมาณ 200 วัตต์ / ตารางเมตร K ได้รับการวัด [25] แต่ก็ควรจะชี้ให้เห็นว่าบริสุทธิ์ SWNT แยกจะไม่ค่อยมีให้ experimentalists เนื่องจากมีความยืดหยุ่นที่ดีของพวกเขาและพลังงานที่พื้นผิวสูง SWNT มีแนวโน้มที่จะรวมเป็นกลุ่มขนาดใหญ่ การรวมกลุ่มที่มีจำนวนมากของทั้งสองโลหะและกึ่งดำเนิน SWNT ในส่วนผสมสุ่ม คุณสมบัติ Bundle โดยทั่วไปมักจะด้อยกว่าผู้ที่ SWNT แยก มันเป็นเรื่องยากมากที่จะแยก SWNT จากการรวมกลุ่มทำให้ปัญหานี้รุนแรงกีดขวางในทางของการใช้งานจริงดี graphitised, MWNT ค่อนข้างบกพร่องฟรีสามารถผลิตได้โดยวิธีการโค้งออก [26] ในบางวิธีวัสดุเหล่านี้จะค่อนข้างคล้ายคลึงกับ SWNT ที่สมบูรณ์แบบการมีเพศสัมพันธ์ interwall ที่ค่อนข้างอ่อนแอ อิเล็กทรอนิกส์ที่พวกเขาทำหน้าที่เป็นทั้งโลหะหรือแถบช่องว่างขนาดเล็กมากกึ่งตัวนำ การนำขีปนาวุธได้รับการสังเกตจากจำนวนกลุ่ม [27] และการนำความร้อนสูงถึง 3000 วัตต์ / ตารางเมตร K ได้รับการวัด [28] อย่างไรก็ตามกลไกการผลิตที่พบมากที่สุดสำหรับ MWNT เป็นไอสารเคมีสะสมไม่ต้องสงสัย (ซีวีดี) ท่อนาโนที่ทำจากวิธีการนี้โดยทั่วไปมีปริมาณมากของข้อบกพร่อง ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างของพวกเขาอยู่ไกลมากจากอุดมคติรีดขึ้นตาข่ายหกเหลี่ยม คุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขาต้องทนทุกข์ทรมานเพราะการปรากฏตัวของข้อบกพร่องที่มีความร้อน, อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลคุณสมบัติเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญจากที่คาดว่าท่อนาโนบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม บริษัท ซีวีดีผลิต MWNT มีความสำคัญเพราะพวกเขาสามารถผลิตได้ในปริมาณมากที่ค่อนข้างถูก หากท่อนาโนที่เคยจะเป็นประโยชน์ในระดับอุตสาหกรรมมีโอกาสที่พวกเขาจะมีการผลิตตามประเภทของกระบวนการ CVD บาง2.1 คุณสมบัติทางกลของท่อนาโนจากแทบท่อนาโนขณะนี้ถูกค้นพบมันเป็นที่คาดว่าพวกเขาจะแสดงสมบัติเชิงกลสุดยอดโดยเปรียบเทียบกับกราไฟท์ มันมีมานานแล้วที่รู้จักกันว่ากราไฟท์มีโมดูลัสในระนาบของ 1.06 TPa [29] และท่อนาโนได้รับการคาดหวังว่าจะแสดงความมั่นคงที่คล้ายกัน ในขณะที่ความต้านทานแรงดึงของกราไฟท์ไม่ได้เป็นที่รู้จักกันอย่างถูกต้อง, Perepelkin ได้คาดว่าจะสูงถึง 130 GPa จากคุณสมบัติของพันธบัตร C-C [30] นอกจากเบคอนได้ประดิษฐ์เคราไฟท์ในปี 1960 มีความแข็งแรงผลผลิตจาก 20 GPa [31] ดังนั้นจึงเป็นที่คาดว่าท่อนาโนคาร์บอนจะอยู่ในชั้นเรียนของตนเองในแง่ของความแข็งแรงสูงและความแข็งนานก่อนที่ปริมาณที่เพียงพอของท่อนาโนที่ผลิตเพื่อให้การวัดทางกลจากการศึกษาได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาคุณสมบัติของพวกเขา เป็นช่วงต้นของปี 1993 Overney และคณะ [32] คำนวณความแข็งแกร่งของ SWNT สั้นใช้เริ่มแรกการคำนวณความหนาแน่นของท้องถิ่นเพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์ในคีดที่มีศักยภาพ โมดูลัสคำนวณหนุ่มเป็น 1500 GPa คล้ายกับที่ของกราไฟท์ นี้ตามด้วยช่วงของเอกสารทำนายว่าโมดูลัสของยังของท่อนาโนได้ใกล้เคียงกับ 1 อิสระ TPa ประเภทนาโนและมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง [33] การวัดทางกลที่เกิดขึ้นจริงเป็นครั้งแรกที่ถูกสร้างขึ้นในหลาย nanotubes ผนังที่ผลิตโดยกระบวนการโค้งออก เป็นเพียงปริมาณน้อยมีอยู่วัดต้นได้ดำเนินการในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เทรซีและคณะ [34] วัดความกว้างของการสั่นสะเทือนความร้อนภายในพบใน TEM พวกเขาใช้วิธีนี้ในการคำนวณมอดูลัสของ 0.41-4.15 TPa สำหรับจำนวนของหลอด สามปีต่อมาเกิดการสั่นสะเทือน Poncheral จังหวะไฟฟ้าให้ค่ามอดูลัสระหว่าง 0.7 และ 1.3 TPa [35] นอกจากนี้ Falvo และคณะ สังเกตดัดกลับของ MWNT มีรัศมีความโค้งที่ต่ำที่สุดเท่า ~25 นาโนเมตรแสดงให้เห็นความยืดหยุ่นประวัติการณ์ [36] วัดโดยตรงเป็นครั้งแรกที่ทำโดยวงศ์และคณะ ในปี 1997 [8] พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ในการวัดความแข็งคงที่ของส่วนโค้ง MWNTs-ตรึงที่ปลายด้านหนึ่ง เรื่องนี้ทำให้ค่าเฉลี่ยสำหรับมอดุลัส 1.28 TPa ที่สำคัญพวกเขายังได้รับการจัดการที่จะทำให้การวัดความแข็งแรงแรกที่ได้รับการดัดเฉลี่ยความแข็งแรงของ 14 GPa Salvetat และคณะ ใช้ AFM จะโค้งงอโค้ง MWNT ที่ได้รับการตรึงที่ปลายแต่ละช่วงหลุม [37] ได้รับค่าเฉลี่ยของโมดูลัส 810 GPa อย่างไรก็ตามการวัดสูงสุดได้ดำเนินการโดย Yu et al, ในปี 2000 เมื่อพวกเขาพยายามที่จะทำวัดความเครียด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตั้งแต่การค้นพบของพวกเขาในปี 1991 ท่อนาโนคาร์บอนมีกิจกรรมสร้างขนาดใหญ่ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม เนื่องจากเป็นประวัติการณ์ของพวกเขาทางกายภาพ เคมี . ก่อนหน้านี้วัสดุได้แสดงการรวมกันของสุดยอดสมบัติเชิงกลและความร้อนอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบกับพวกเขา คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้นาโน เหมาะไม่เพียง แต่สำหรับช่วงกว้างของการใช้งาน [ 1 ] แต่เป็นทดสอบเตียงสำหรับวิทยาศาสตร์พื้นฐาน [ 2 ] .

โดยเฉพาะนี้รวมกัน คุณสมบัติของผู้สมัคร ทำให้พวกเขาเหมาะเป็นขั้นสูงบรรจุวัสดุคอมโพสิต นักวิจัยได้เห็นประโยชน์ของการนำและอัตราส่วนกว้างยาวสูงเพื่อผลิตพลาสติกเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าต่ำเหลือเกินการซึมธรณีประตู [ 3 ] ในพื้นที่อื่นมันเป็นความคิดที่ค่าการนำความร้อนของพวกเขาใหญ่สามารถใช้ประโยชน์เพื่อให้สามารถได้รับคอม [ 4 ] แต่อาจมีแนวโน้มมากที่สุดในพื้นที่ของการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกลของพลาสติกคอมโพสิตโดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนด้วยวิธีเติม

ความคิดของการใช้สารเสริมมิติ หลอกเป็นเจ้าหน้าที่มีอะไรใหม่ :ฟางได้ถูกใช้เพื่อเสริมสร้างโคลนอิฐตั้งแต่ก่อนคริสตกาลประมาณ 4000 ในครั้งล่าสุด เส้นใยทำจากวัสดุเช่นอลูมินา , แก้ว , โบรอน , ซิลิคอนคาร์ไบด์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคาร์บอนได้ถูกใช้เป็นสารตัวเติมในคอมโพสิต อย่างไรก็ตามเส้นใยธรรมดาเหล่านี้มีมิติในเมโสสเกลกับเส้นผ่าศูนย์กลางของ 10 ไมครอน และความยาวของลำดับของมิลลิเมตรสมบัติเชิงกลของเส้นใยคาร์บอนมักจะประทับใจกับการแสดงความแข็งแรงและความแข็งแกร่งในช่วง 230 – 725 GPA และ 1.5 – 4.8 คะแนน ตามลำดับ [ 5 ] ใน ปี ล่าสุด คาร์บอน nanofibres ได้รับการปลูกจากไอเฟสกับเส้นผ่าศูนย์กลางของการสั่งซื้อ 100 nm และความยาวระหว่าง 20 และ 100 μม.ขนาดเล็กเหล่านี้หมายถึงพวกเขามีสูงมาก พื้นที่ผิวต่อมวลหน่วยกว่าปกติให้ปฏิสัมพันธ์มากขึ้นกับเส้นใยคาร์บอนคอมโพสิตเมทริกซ์ พวกเขายังมักจะมีคุณสมบัติที่น่าประทับใจกับโมดูลัสอยู่ในช่วง 100 - 1000 GPA และจุดแข็งระหว่าง 2.5 และ 3.5 GPA [ 6 ] .

แต่สุดยอดวัสดุบรรจุกลต้องนาโนคาร์บอนนาโนสามารถมีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 1 ถึง 100 นาโนเมตร และความยาวถึงมิลลิเมตร [ 7 ] ความหนาแน่นของพวกเขาสามารถเป็นต่ำเป็น∼ 1.3 กรัมต่อลิตรและค่าโมดูลัสของยังเหนือกว่าเส้นใยคาร์บอนทั้งหมดที่มีค่ามากกว่า 1 tpa [ 8 ] อย่างไรก็ตาม ความแข็งแกร่งของพวกเขาเป็นสิ่งที่จริงๆชุดมันนอกเหนือ วัดความแรงสูงสุดสำหรับคาร์บอนนาโนคือ 63 คะแนน [ 9 ]นี่เป็นคำสั่งของขนาดแข็งแรงกว่าเส้นใยคาร์บอนความแข็งแกร่งสูง แม้ที่สุด ชนิดของคาร์บอนมีหลายเกรด ) [ 10 ] .

แต่เป็นจำนวนมากของงานจะต้องเสร็จก่อนที่เราจริงๆสามารถให้มากที่สุดของสมบัติพิเศษของคาร์บอน . ในบทความนี้เราจะสำรวจความคืบหน้าที่ได้ทำไปแล้ว เพื่อจบเรื่องนี้อย่างแรก เราต้องดูคุณสมบัติของคาร์บอนไฟเบอร์และทฤษฎีการเสริมแรง นี้จะทำให้เราได้ศึกษาความต้องการของระบบเพื่อให้บรรลุการเสริมแรง เทคนิคที่ใช้ในการผลิตพอลิเมอร์นาโนคอมโพสิต วรรณคดีและจะถูกตรวจสอบก่อนที่เราจะดูที่สิ่งที่ระดับของกำลังทหารจะประสบผลสำเร็จสุดท้าย เราจะหารือความก้าวหน้าจะเกิดขึ้นเพื่อให้ห่างไกลและศึกษาสิ่งที่ต้องทำในอนาคต

2 คุณสมบัติของนาโน
มีสองประเภทหลักของนาโนที่มีอยู่ในปัจจุบัน เดียวกำแพงนาโน swnt ) [ 11 ] และ [ 12 ] ประกอบด้วยแผ่นกราฟีนรีดต่อเนื่องเป็นรูปทรงกระบอก ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของ 1 นาโนเมตร และความยาวถึงเซนติเมตรmulti walled นาโน mwnt ) ประกอบด้วยอาร์เรย์ของรูปแบบเช่นถัง concentrically แยก 0.35 nm , คล้ายกับการแยกเครื่องแรกเริ่มในแกรไฟต์ [ 13 ] MWNTs ได้ขนาดตั้งแต่ 2 ถึง 100 nm และความยาวของ 10 ไมครอน

เดียวกำแพงนาโนสามารถประดิษฐ์ในหลากหลายวิธีก่อนการใช้รุ่นที่ปรับเปลี่ยนของ ARC จำหน่ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์ต่อเยอรมัน [ 11 ] และ [ 12 ] อย่างไรก็ตาม วันนี้ส่วนใหญ่สังเคราะห์วิธีการจะขึ้นอยู่กับการเลเซอร์ [ 14 ] และตกสะสมไอเชิงเคมี [ 15 ] [ 16 ] , โดยเฉพาะอย่างยิ่ง , การสลายตัวของ Co [ 17 ] มันควรจะสังเกตว่าในขณะที่ swnts ที่มีคุณภาพสูงสามารถผลิตบางข้อบกพร่องอยู่เสมอเหล่านี้อาจมีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของนาโน

แผ่นกราฟีนจะถูกรีดขึ้นในหลายวิธีในรูปแบบเดียวกำแพงนาโนทิวบ์ ปฏิบัติการกลิ้งทำลายสมมาตรของระบบ และกำหนดทิศทางระนาบที่แตกต่างกันเกี่ยวกับตาข่ายหกเหลี่ยม , ทิศทางตามแนวแกนขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างนี้แกนทิศทางและหน่วยเวกเตอร์อธิบายตาข่ายหกเหลี่ยม , หลอดที่สามารถโลหะกึ่งโลหะหรือกึ่งตัวนำ . กึ่งตัวนำที่มีขนาดนาโน bandgaps ผกผันกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ตั้งแต่ขนาดเล็กมาก เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1.8 eV หลอด 0.18 EV สำหรับ widest ไปได้มั่นคง swnt

[ 18 ]ท่อนาโนคาร์บอนที่เก่าแก่มาก เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า . เนื่องจากธรรมชาติของพวกเขาในค่าใช้จ่ายผู้ให้บริการสามารถเดินทางผ่านนาโนโดยไม่กระจายผลในการขนส่งขีปนาวุธ . ไม่ได้หมายความว่าความร้อนจูลจะลดลงเพื่อให้นาโนสามารถบรรทุกขนาดใหญ่มาก ปัจจุบันมีถึง 100 MA / cm2 [ 19 ] กระจาย . นอกจากนี้ผู้ให้บริการ mobilities สูง 105 / cm2 และได้พบในกึ่งตัวนำนาโน [ 20 ] ยวดยิ่งยังถูกพบใน swnt albeit กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 5 k [ 21 ] .

นาโนก็เอื้อให้โฟนอน . ทฤษฎีคาดการณ์อุณหภูมิความร้อนการนำความร้อนสูงถึง 6 , 000 w / m k [ 22 ] [ 23 ] และ [ 24 ] ขณะนี้ยังไม่มีการบรรลุ ,ค่าประมาณ 200 W / m k ได้รับการวัด [ 25 ] .

แต่มันควรจะชี้ให้เห็นว่าบริสุทธิ์ที่แยก swnt ไม่ค่อยพร้อมที่จะ experimentalists . เนื่องจากความยืดหยุ่นที่ดีของพวกเขาและพื้นผิวพลังงานสูง swnt มักจะรวมเป็นมัดใหญ่ การรวมกลุ่มมีตัวเลขขนาดใหญ่ของทั้งโลหะและ swnt กึ่งตัวนำในการผสมแบบสุ่ม