Los métodos de crecimiento de nanotubos se basan en tres técnicas principales: la ablación por láser, la descarga por arco y la deposición química en fase vapor (CVD). Además, existen variaciones y avances en estos métodos, como la deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD) y el uso de materias primas alternativas como el dióxido de carbono y el metano.
Ablación por láser y descarga por arco:
Son los métodos tradicionales para producir nanotubos de carbono. La ablación por láser consiste en vaporizar carbono con un láser, mientras que la descarga por arco utiliza un arco de alta corriente entre electrodos de carbono para generar el calor necesario para la vaporización del carbono. Ambos métodos requieren altas temperaturas y son eficaces, pero se utilizan menos en entornos comerciales debido a su intensidad energética y a la complejidad de los procesos.Deposición química en fase vapor (CVD):
-
El CVD es el método más utilizado para la producción comercial de nanotubos de carbono. Consiste en la descomposición de un gas que contiene carbono a altas temperaturas (normalmente por encima de 800°C) sobre un sustrato recubierto de catalizador. Las partículas catalizadoras facilitan el crecimiento de los nanotubos al proporcionar sitios de nucleación. El CVD permite controlar mejor las propiedades y la orientación de los nanotubos, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones.Métodos CVD modificados:
-
Deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD): Este método utiliza plasma para potenciar las reacciones químicas del CVD, lo que permite temperaturas de deposición más bajas (potencialmente inferiores a 400 °C). Esto es beneficioso para aplicaciones que requieren deposición en sustratos sensibles a la temperatura, como el vidrio para dispositivos de emisión de campo. El PECVD aumenta la actividad de los reactivos, lo que permite un crecimiento más eficaz y controlado de los nanotubos.
Uso de materias primas alternativas: Las innovaciones en CVD incluyen el uso de monóxido de carbono, dióxido de carbono capturado por electrólisis en sales fundidas y pirólisis de metano. Estos métodos pretenden utilizar residuos o materias primas ecológicas, reduciendo el impacto medioambiental y, potencialmente, los costes. Por ejemplo, la pirólisis de metano convierte el metano en hidrógeno y carbono sólido, incluidos nanotubos, secuestrando eficazmente las emisiones de carbono.
Retos y consideraciones:
