La síntesis de nanotubos de carbono (CNT) se basa en tres métodos principales: la ablación por láser, la descarga por arco y la deposición química en fase vapor (CVD). Entre ellos, el CVD es la técnica más utilizada tanto en investigación como en aplicaciones comerciales debido a su versatilidad y escalabilidad.
Deposición química en fase vapor (CVD):
El CVD es un proceso en el que gases que contienen carbono se descomponen a altas temperaturas para depositar carbono sobre un sustrato en forma de nanotubos. Este método permite controlar con precisión las dimensiones y la alineación de los CNT, por lo que resulta adecuado para diversas aplicaciones, como la electrónica, los materiales compuestos y el almacenamiento de energía. La temperatura necesaria para el CVD suele ser superior a 800 °C, pero los avances en la deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD) han permitido la síntesis a temperaturas mucho más bajas (inferiores a 400 °C). Esto es especialmente beneficioso para integrar los CNT en sustratos sensibles a la temperatura, como el vidrio, para aplicaciones de emisión de campo.Deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD):
El PECVD utiliza plasma para potenciar las reacciones químicas que intervienen en el proceso de deposición, reduciendo así la temperatura necesaria. Esta tecnología es crucial para la preparación in situ de CNT a bajas temperaturas, lo que resulta esencial para combinar los dispositivos nanoelectrónicos con la tecnología tradicional de procesamiento microelectrónico. La capacidad de sintetizar CNT a temperaturas más bajas abre posibilidades para crear circuitos integrados de capacidad y escala ultra grandes.
Innovaciones en materias primas:
Los métodos tradicionales de CVD suelen utilizar hidrocarburos como el metano o el etileno como materias primas. Sin embargo, cada vez hay más interés en utilizar materias primas ecológicas o residuales para sintetizar CNT. Por ejemplo, se puede utilizar dióxido de carbono capturado por electrólisis en sales fundidas, aunque existen dudas sobre la calidad de los CNT producidos de este modo. La pirólisis de metano, que consiste en la descomposición térmica directa del metano en hidrógeno y carbono sólido (incluidos los CNT), es otro método emergente. Empresas como CarbonMeta Technologies y Huntsman están explorando el uso de residuos o subproductos de metano como materia prima, lo que podría bloquear las emisiones de carbono en una forma física en lugar de liberarlas como gases de efecto invernadero.
Optimización de procesos y evaluación del ciclo de vida:
