단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT)는 탄소 원자가 육각형 격자로 배열된 단일 층을 이음매 없는 원통형으로 말아 만든 탄소 나노튜브의 한 종류입니다.
SWCNT의 직경은 일반적으로 약 0.7~2나노미터입니다.
길이는 수 마이크로미터에서 센티미터에 달할 수 있습니다.
5가지 핵심 포인트 설명
1. 그래핀에서 파생된 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.
2. 카이랄 벡터(C h)
카이랄 벡터(C h)는 그래핀 시트가 나노튜브를 형성하기 위해 어떻게 말려지는지를 정의합니다.
이는 다음과 같이 표현됩니다.C h = na 1 + ma 2, 여기서a 1 및a 2는 그래핀 격자의 단위 벡터이며, n과 m은 정수입니다.
한 쌍(n, m)은 특정 SWCNT를 고유하게 정의합니다.
3. 카이랄 각도(θ)
카이랄 각도(θ)은 튜브 축과 그래핀 격자의 지그재그 방향 사이의 각도입니다.
지그재그 SWCNT의 카이랄 각도는 0°입니다.
암체어 SWCNT의 카이랄 각도는 30°입니다.
다른 모든 SWCNT는 카이랄 각도가 0°에서 30° 사이인 카이랄이라고 합니다.
4. 특성 및 응용 분야
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 슈퍼 커패시터) 등 다양한 응용 분야에 SWCNT가 적합합니다.
5. 합성 기술
SWCNT는 일반적으로 화학 기상 증착(CVD)과 같은 기술을 사용하여 합성됩니다.
여기에는 촉매 표면에서 고온으로 탄소 함유 가스를 분해하는 과정이 포함됩니다.
온도, 압력, 가스 유량과 같은 공정 파라미터는 생산된 SWCNT의 품질과 수율에 큰 영향을 미칩니다.
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