Los principales precursores de los nanotubos de carbono (CNT) son los hidrocarburos, concretamente el acetileno, el metano y el etileno. Entre ellos, el acetileno es el precursor más directo, ya que puede utilizarse sin necesidad de energía adicional ni conversión térmica durante la síntesis. El metano y el etileno, por su parte, requieren procesos de conversión térmica para formar precursores directos del carbono, convirtiéndose normalmente en acetileno antes de incorporarse a los nanotubos de carbono.
El acetileno como precursor directo:
El acetileno (C2H2) es un hidrocarburo altamente reactivo que puede contribuir directamente a la formación de nanotubos de carbono. Su estructura de triple enlace permite una fácil disociación en átomos de carbono e hidrógeno, esenciales para el crecimiento de los CNT. El uso de acetileno en la síntesis de nanotubos de carbono suele requerir temperaturas más bajas, lo que lo convierte en un precursor más eficiente energéticamente en comparación con el metano y el etileno.Metano y etileno como precursores indirectos:
El metano (CH4) y el etileno (C2H4) no pueden formar directamente nanotubos de carbono y deben someterse a una conversión térmica en acetileno. Este proceso de conversión implica romper los enlaces moleculares y reformarlos en acetileno, que sirve entonces como precursor directo de los CNT. Esta conversión térmica requiere energías de activación más elevadas que el uso directo del acetileno, lo que hace que el proceso de síntesis requiera más energía.
Papel del hidrógeno y la temperatura en la síntesis:
El hidrógeno interviene en la síntesis de nanotubos de carbono a partir de metano y etileno reduciendo el catalizador o participando en la reacción térmica, lo que puede favorecer el crecimiento de los CNT. La temperatura de síntesis también es crucial; pueden alcanzarse temperaturas más bajas (inferiores a 400 °C) mediante la deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD), que resulta beneficiosa para depositar nanotubos de carbono sobre sustratos como el vidrio para aplicaciones de emisión de campo.
Consideraciones tecnológicas:
