I nanotubi di carbonio (CNT) possono essere sintetizzati con varie tecniche, la più comune delle quali è la deposizione di vapore chimico (CVD), in particolare la deposizione di vapore chimico potenziata al plasma (PECVD). Altri metodi includono l'ablazione laser e la scarica ad arco. Ogni tecnica ha parametri e condizioni uniche che influenzano la qualità e le caratteristiche dei CNT prodotti.
Deposizione chimica da vapore (CVD):
La CVD è il processo commerciale dominante per la produzione di CNT. Comporta la decomposizione di gas idrocarburi su un catalizzatore ad alte temperature. Il processo può essere modificato per utilizzare diverse materie prime, tra cui il monossido di carbonio e materie prime verdi o di scarto come il metano o l'anidride carbonica catturata per elettrolisi in sali fusi. Il processo CVD consente di controllare il diametro e l'allineamento delle CNT regolando parametri quali il tempo di permanenza, la portata e la pressione di crescita.Deposizione di vapore chimico potenziata da plasma (PECVD):
La PECVD è una variante più complessa della CVD che utilizza il plasma per potenziare le reazioni chimiche. Questo metodo consente la crescita di CNT a temperature più basse, come dimostrato da Hofmann et al. dell'Università di Cambridge, che sono riusciti a far crescere nanofibre allineate verticalmente a 120°C utilizzando l'acetilene come gas idrocarburo. Il processo PECVD è influenzato da numerosi fattori, tra cui la chimica del plasma, gli effetti del campo elettrico e la chimica della superficie, che determinano le caratteristiche di crescita dei CNT.
Ablazione laser e scarica ad arco:
Sono metodi tradizionali per la sintesi dei CNT. L'ablazione laser comporta la vaporizzazione del carbonio con un raggio laser, mentre la scarica ad arco utilizza un arco elettrico tra due elettrodi di grafite per produrre vapore di carbonio. Entrambi i metodi possono produrre CNT di alta qualità, ma sono meno controllabili e scalabili rispetto ai metodi CVD.
Tecniche e materie prime emergenti:
