En la síntesis de nanotubos de carbono (CNT) intervienen varios métodos, siendo la deposición química en fase vapor (CVD) el más extendido por su rentabilidad y control estructural. Este método implica el uso de catalizadores y tratamientos térmicos para facilitar el crecimiento de los CNT a partir de fuentes de carbono gaseoso. En el proceso influyen parámetros como la temperatura, la concentración de la fuente de carbono y el tiempo de residencia, que afectan significativamente a la calidad y el rendimiento de los CNT.
Deposición química en fase vapor (CVD):
El CVD es una técnica muy utilizada para sintetizar CNT a gran escala. Consiste en la descomposición de gases de hidrocarburos a altas temperaturas en presencia de catalizadores metálicos, normalmente hierro, cobalto o níquel. Las partículas catalizadoras facilitan la formación de nanotubos de carbono al adsorber los gases que contienen carbono y permitir que los átomos de carbono se reorganicen y formen las estructuras tubulares. El control del tamaño del catalizador y de las condiciones de reacción (temperatura, presión, caudal de gas) permite manipular las propiedades de los CNT, como el diámetro, la longitud y la quiralidad.Deposición química catalítica en fase vapor (CCVD):
- Se trata de una versión modificada del CVD en la que el catalizador desempeña un papel más activo en el proceso de crecimiento. El CCVD permite un control más preciso de la estructura y orientación de los CNT, por lo que resulta adecuado para aplicaciones que requieren CNT alineados u orientados verticalmente. El uso de monóxido de carbono como materia prima en algunos métodos CCVD aumenta aún más la eficacia y versatilidad del proceso.Otros métodos
- Ablación por láser: Esta técnica utiliza un láser de alta potencia para vaporizar un objetivo de grafito, produciendo CNT en fase gaseosa, que luego se recogen. Es especialmente útil para producir CNT de alta calidad y de pared única, pero es menos escalable y consume más energía que la CVD.
- Descarga por arco: Este método consiste en utilizar un arco eléctrico entre dos electrodos de grafito en una atmósfera inerte para generar CNT. Aunque es eficaz, también es menos controlable y escalable que el CVD.
Materias primas ecológicas y de desecho: Los métodos emergentes se centran en el uso de materiales ecológicos o de desecho como fuentes de carbono. Por ejemplo, se está estudiando el dióxido de carbono capturado por electrólisis en sales fundidas y la pirólisis de metano para producir CNT con un impacto medioambiental reducido.
Retos y consideraciones:
