ท่อนาโนคาร์บอนกลวงซึ่งเป็นวัสดุนาโนคาร์บอนชนิดใหม่ได้ดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์และคุณสมบัติที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยมทำให้พวกเขาเป็นหนึ่งในฮอตสปอตการวิจัยสำหรับนักวิทยาศาสตร์
จากมุมมองของโครงสร้างท่อนาโนคาร์บอนกลวงจะเกิดขึ้นจากการกลิ้งชั้นกราฟีนเดี่ยวหรือหลายชั้นลงในโครงสร้างท่อกลวงที่มุมเกลียวเฉพาะ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อของพวกเขามักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่นาโนเมตรหลายแห่งไปจนถึงนาโนเมตรหลายสิบตัวในขณะที่ความยาวของพวกเขาสามารถไปถึงระดับไมโครมิเตอร์ โครงสร้างท่อกลวงที่ไม่เหมือนใครนี้นำมาซึ่งข้อดีมากมายที่วัสดุอื่นไม่สามารถจับคู่ได้วางรากฐานสำหรับการใช้งานของพวกเขาในหลายสาขา
ในแง่ของประสิทธิภาพท่อนาโนคาร์บอนกลวงแสดงให้เห็นถึงลักษณะที่โดดเด่น ในแง่ของคุณสมบัติเชิงกลพวกเขามีความต้านทานแรงดึงสูงมากเกินกว่าวัสดุโลหะแบบดั้งเดิมและยังมีความยืดหยุ่นที่ดีสามารถทนต่อการดัดและการเสียรูปบางระดับและมีน้ำหนักเบามาก ในแง่ของคุณสมบัติทางไฟฟ้าพวกเขามีค่าการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมเทียบได้กับโลหะบางชนิดและเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ค่าการนำความร้อนของพวกเขายังโดดเด่นและสามารถนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้เนื่องจากโครงสร้างกลวงที่เป็นเอกลักษณ์มีพื้นที่ผิวเฉพาะขนาดใหญ่และมีรูพรุนสูงซึ่งทำให้มันยอดเยี่ยมในการดูดซับและการส่งผ่านสาร
ฟิลด์แอปพลิเคชันของท่อนาโนคาร์บอนกลวงนั้นกว้างขวางมาก ในด้านการจัดเก็บพลังงานพวกเขาจะถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นวัสดุอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมันสามารถให้ช่องทางที่ราบรื่นสำหรับการโยกย้ายของลิเธียมไอออนซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและการปลดปล่อยและความเสถียรของวงจรของแบตเตอรี่ ใน supercapacitors พื้นที่ผิวเฉพาะขนาดใหญ่สามารถเพิ่มความสามารถในการจัดเก็บประจุเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของ supercapacitor ในสนามเร่งปฏิกิริยาท่อนาโนคาร์บอนกลวงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุดมคติซึ่งสามารถปรับปรุงการกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยาและช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยามีบทบาทสำคัญในการผลิตอุตสาหกรรมเช่นการสังเคราะห์เคมี ในสนามชีวการแพทย์โครงสร้างกลวงของมันสามารถใช้ในการโหลดโมเลกุลของยาได้บรรลุการส่งมอบยาเป้าหมายลดผลข้างเคียงของยาเสพติดต่อเนื้อเยื่อปกติ ในขณะเดียวกันความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความมั่นคงที่ดีก็ทำให้มันมีศักยภาพที่ดีในการเรืองแสง, ไบโอเซนเซอร์และพื้นที่อื่น ๆ
ปัจจุบันวิธีการในการเตรียมท่อนาโนคาร์บอนกลวงส่วนใหญ่รวมถึงการสะสมไอสารเคมีและวิธีการปล่อยอาร์ค วิธีการสะสมไอสารเคมีเป็นวิธีที่ค่อนข้างธรรมดาซึ่งแหล่งคาร์บอนถูกย่อยสลายและปลูกบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งสามารถควบคุมขนาดและโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอนและเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ วิธีการปลดปล่อย ARC มีอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่าย แต่ความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ที่เตรียมโดยวิธีนี้ยังคงต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม ทุกวันนี้นักวิจัยกำลังเพิ่มประสิทธิภาพประเภทและปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่องและปรับปรุงเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาเพื่อพยายามคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สูงขึ้นและลดต้นทุนการผลิตของท่อนาโนคาร์บอนกลวง
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องเช่นพลังงานใหม่และ biomedicine ความต้องการท่อนาโนคาร์บอนกลวงเพิ่มขึ้นและขนาดตลาดของพวกเขาก็ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าการพัฒนาท่อนาโนคาร์บอนกลวงยังคงเผชิญกับความท้าทายบางอย่างเช่นค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการผลิตขนาดใหญ่และเทคโนโลยีแอปพลิเคชั่นที่เติบโตน้อยกว่าด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเชื่อว่าการใช้งานของ Nanotubes คาร์บอนกลวงจะกว้างขึ้น