Il meccanismo di crescita dei nanotubi di carbonio (CNT) prevede principalmente l'uso della deposizione catalitica da vapore chimico (CVD). Questo processo utilizza un catalizzatore metallico per facilitare la reazione di un gas precursore sul substrato, consentendo la crescita dei CNT a temperature inferiori a quelle altrimenti possibili. Gli elementi chiave di questo meccanismo includono la selezione del catalizzatore, la scelta del gas precursore e il controllo dei parametri di processo come la temperatura e la pressione.
Selezione del catalizzatore:
Il catalizzatore svolge un ruolo cruciale nella nucleazione e nella crescita dei CNT. I catalizzatori comunemente utilizzati includono metalli come il ferro, il cobalto e il nichel, che hanno la capacità di dissociare i gas contenenti carbonio e di fornire una superficie agli atomi di carbonio per nucleare e crescere in nanotubi. La scelta del catalizzatore influisce sul diametro, sulla chiralità e sulla qualità dei CNT.Gas precursore:
Il gas precursore, in genere un idrocarburo come metano, etilene o acetilene, fornisce la fonte di carbonio per la crescita dei CNT. Il gas viene introdotto nella camera di reazione dove interagisce con le particelle di catalizzatore. La decomposizione del gas precursore sulla superficie del catalizzatore libera atomi di carbonio che formano i CNT.
Parametri del processo:
Il controllo dei parametri di processo è essenziale per il successo della sintesi dei CNT. La temperatura è un fattore critico, poiché influenza l'attività del catalizzatore e il tasso di decomposizione del gas precursore. Anche la pressione e la portata del gas giocano un ruolo importante nel determinare il tasso di crescita e la qualità dei CNT. Le condizioni ottimali variano a seconda del catalizzatore e del gas precursore utilizzati.
Tasso di crescita e qualità:
