I nanotubi di carbonio (CNT) sono sintetizzati con tre metodi principali: ablazione laser, scarica ad arco e deposizione chimica da vapore (CVD).
3 metodi spiegati
1. Ablazione laser
L'ablazione laser prevede l'utilizzo di un laser ad alta potenza per vaporizzare un bersaglio di grafite nel vuoto.
Il carbonio vaporizzato si condensa in nanotubi al momento del raffreddamento.
Questo metodo è particolarmente efficace per produrre nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) di alta qualità.
Tuttavia, è relativamente costoso e non è scalabile come altri metodi.
2. Scarica ad arco
Nel metodo della scarica ad arco, una corrente continua viene fatta passare tra due elettrodi di grafite in un'atmosfera di gas inerte.
L'intenso calore generato dall'arco vaporizza l'anodo.
Il vapore di carbonio risultante forma nanotubi al momento del raffreddamento.
Questa tecnica può produrre nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) e SWCNT.
Tuttavia, spesso si ottiene una miscela di altri materiali carboniosi.
Il metodo della scarica ad arco è relativamente semplice ed economico.
Tuttavia, può essere difficile da controllare e porta a una qualità del prodotto incoerente.
3. Deposizione chimica da vapore (CVD)
La CVD è attualmente il processo commerciale più diffuso per la sintesi di CNT.
Comporta la decomposizione di un gas contenente carbonio (come metano o etilene) su un catalizzatore metallico ad alte temperature.
Gli atomi di carbonio del gas si depositano sulle particelle del catalizzatore, formando i nanotubi.
La CVD consente un buon controllo della struttura e dell'orientamento dei nanotubi.
È inoltre scalabile e può essere adattata per utilizzare una varietà di materie prime, compresi materiali verdi o di scarto.
Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi e limiti.
La scelta del metodo dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, tra cui la qualità, la quantità e il costo dei CNT desiderati.
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