? 單壁碳納米管（SWCNT）是一類特殊的碳材料，被稱為一維材料。它們由石墨烯片組成，卷起來形成具有一個原子厚的壁的空心管。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和尺寸限制，這種材料表現(xiàn)出卓越的機械、電氣、熱和光學(xué)性能。因此，碳納米管在獨立研究和復(fù)合材料中的應(yīng)用中引起了人們的極大興趣。
然而，在大多數(shù)材料中，實際觀察到的材料特性——強度、電導(dǎo)率等。由于其結(jié)構(gòu)缺陷而嚴(yán)重退化。例如，高強度鋼的斷裂強度通常僅為其理論斷裂強度的1%左右。然而，由于其分子結(jié)構(gòu)的完美性，單壁碳納米管的值非常接近其理論極限。這是單壁碳納米管獨特歷史的一部分。
生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
單壁碳納米管的應(yīng)用僅在生物醫(yī)學(xué)行業(yè)。在生物和生物醫(yī)學(xué)環(huán)境中使用碳納米管之前，必須克服三個障礙：單壁碳納米管的功能化、藥理學(xué)和毒性。碳納米管的主要缺點之一是在水性介質(zhì)中缺乏溶解度，為了克服這個問題，科學(xué)家們一直在對單壁碳納米管的表面進(jìn)行改性，即，用不同的親水性和化學(xué)分子進(jìn)行功能化，提高單壁碳納米管的水溶性和生物相容性。
SWCNT領(lǐng)域問題應(yīng)用
單壁碳納米管是所有材料中知名的場發(fā)射體。這是可以理解的，因為它的高導(dǎo)電性和其尖端令人難以置信的清晰度（因為尖端的曲率半徑越小，則越集中）電場將導(dǎo)致更高的場發(fā)射；這就是為什么那些用于射線很鋒利）。尖端的鋒利度還意味著它們會發(fā)出特別低的電壓，這對于構(gòu)建利用此功能的低功率燈具來說是一個重要的事實。SWCNT可以具有令人驚訝的高電流密度，可能高達(dá)10A/cm。
此外，電流極其穩(wěn)定。這種行為的直接應(yīng)用是在平場發(fā)射屏幕中，引起了人們極大的興趣。在基于SWCNT的屏幕上，與傳統(tǒng)陰極射線管屏幕中的單個電子槍不同，每個單獨的像素都有一個單獨的（或什至多個）電子槍我在屏幕上。其高電流密度、低激活和工作電壓以及持久、穩(wěn)定的性能使場發(fā)射單壁碳納米管在此應(yīng)用中非常有吸引力的。利用單壁碳納米管場發(fā)射特性的其他應(yīng)用包括一般類型的低壓冷陰極光源、避雷針和電子顯微鏡源。
單壁碳納米管儲能
單壁碳納米管在用作電池和電容器電極的材料中具有所需的內(nèi)在特性，這兩種技術(shù)的重要性日益增加。單壁碳納米管具有極高的表面積、良好的導(dǎo)電性，而且最重要的是，它們的線性幾何形狀使其表面很容易接觸到電子是的。研究表明，單壁碳納米管在用于鋰離子電池的所有碳材料中具有最大的可逆容量。此外，SWCNT是用于超級電容器電極的優(yōu)異材料，目前已針對此應(yīng)用進(jìn)行銷售。
SWCNT的導(dǎo)電粘合劑和連接器應(yīng)用
與用于電磁屏蔽、ESD材料等的導(dǎo)電填料一樣，單壁碳納米管具有相同的特性，這使得它們對于電子器件也具有吸引力。封裝和互連應(yīng)用，例如粘合劑、同軸容器和電纜化合物以及其他類型的連接器。
單壁碳納米管的陶瓷應(yīng)用
新型陶瓷材料比傳統(tǒng)陶瓷堅固得多，可以導(dǎo)電，還可以導(dǎo)熱并充當(dāng)熱屏障，具體取決于其用途納米管的存在。
陶瓷材料堅固且耐化學(xué)和熱侵蝕，使其可用于渦輪葉片涂層等應(yīng)用，但也非常脆。研究人員將氧化鋁粉末（氧化鋁）與5%至10%的碳納米管和另外5%的細(xì)磨鈮混合。這些材料在稱為火花等離子燒結(jié)的過程中用電脈沖處理混合物。與傳統(tǒng)方法相比，該工藝在更低的溫度下更快地固結(jié)陶瓷粉末。
單壁碳納米管在輪胎行業(yè)的應(yīng)用
基于碳納米管的聚合物復(fù)合材料通常比鋼更強、更輕，可取代飛機結(jié)構(gòu)中的金屬，從而減少燃料消耗。
碳納米管基涂料和油墨被用于雷達(dá)吸收材料，并幫助飛機避免雷擊事故。碳納米管的直徑為十億分之一米。我們的頭發(fā)比碳納米管厚70000倍，碳納米管是一種非常強大的材料，具有優(yōu)異的電、機械和熱性能。
