단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT)는 탄소 원자가 육각형 격자로 배열된 단일 층을 이음매 없는 원통형으로 말아 만든 탄소 나노튜브의 일종입니다. SWCNT의 직경은 일반적으로 약 0.7~2나노미터이며, 길이는 수 마이크로미터에서 센티미터에 달할 수 있습니다.
SWCNT의 구조:SWCNT의 구조는 2차원 벌집 격자로 배열된 탄소 원자의 단일 층인 그래핀에서 파생됩니다. 이 그래핀 시트를 튜브 모양으로 말아서 시트의 가장자리를 만나 튜브의 끝을 형성하여 SWCNT를 만듭니다. 그래핀 시트를 말아 올리는 방식에 따라 SWCNT의 유형이 결정되고, 이는 다시 전자적 특성에 영향을 미칩니다. 이 롤링 과정은 두 가지 매개변수로 설명할 수 있습니다: 카이랄 벡터(Ch)와 카이랄 각도(θ
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).카이랄 벡터(Ch): 이 벡터는 그래핀 시트가 나노튜브를 형성하기 위해 어떻게 말리는지를 정의합니다. 이는 다음과 같이 표현됩니다.Ch = na1 + ma2, 여기서a1 및a
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2는 그래핀 격자의 단위 벡터이며, n과 m은 정수입니다. 한 쌍(n, m)은 특정 SWCNT를 고유하게 정의합니다.카이랄 각도(θ):
이 각도는 튜브 축과 그래핀 격자의 지그재그 방향 사이의 각도입니다. 지그재그 SWCNT는 카이랄 각도가 0°, 안락 의자 SWCNT는 카이랄 각도가 30°, 그 외 모든 SWCNT는 카이랄 각도가 0°에서 30° 사이인 카이랄이라고 합니다.속성 및 용도:
SWCNT의 독특한 구조는 높은 인장 강도, 우수한 전기 전도성, 높은 열 전도성 등 탁월한 특성을 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 전자(트랜지스터, 센서), 복합재(재료 보강), 에너지 저장(배터리 및 수퍼커패시터) 등 다양한 응용 분야에 SWCNT가 적합합니다.
합성:
