Los nanotubos de carbono (CNT) se sintetizan mediante diversas técnicas, cada una con sus parámetros y condiciones únicos que influyen en la calidad y las características de los CNT producidos.
¿Cuáles son las técnicas de los nanotubos de carbono? Explicación de 4 métodos clave
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
El CVD es el proceso comercial dominante para producir CNT.
Consiste en la descomposición de gases de hidrocarburos en un catalizador a altas temperaturas.
El proceso puede modificarse para utilizar distintas materias primas, como monóxido de carbono y materias primas verdes o residuales, como metano o dióxido de carbono capturado por electrólisis en sales fundidas.
El proceso CVD permite controlar el diámetro y la alineación de los CNT ajustando parámetros como el tiempo de residencia, el caudal y la presión de crecimiento.
2. Deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD)
El PECVD es una variante más compleja del CVD que utiliza plasma para potenciar las reacciones químicas.
Este método permite el crecimiento de CNT a temperaturas más bajas.
Hofmann et al., de la Universidad de Cambridge, lograron hacer crecer nanofibras alineadas verticalmente a 120 °C utilizando acetileno como gas hidrocarburo.
En el proceso de PECVD influyen numerosos factores, como la química del plasma, los efectos del campo eléctrico y la química de la superficie, que determinan las características de crecimiento de los CNT.
3. Ablación por láser y descarga por arco
Se trata de métodos tradicionales para la síntesis de CNT.
La ablación por láser consiste en vaporizar carbono con un rayo láser.
La descarga de arco utiliza un arco eléctrico entre dos electrodos de grafito para producir vapor de carbono.
Ambos métodos pueden producir CNT de alta calidad, pero son menos controlables y escalables en comparación con los métodos CVD.
4. Técnicas y materias primas emergentes
Se está investigando el uso de materias primas verdes o residuales para la producción de CNT.
La pirólisis del metano, por ejemplo, descompone el metano en hidrógeno y carbono sólido, incluidos los CNT.
Este método no sólo produce CNT, sino que también contribuye al secuestro de carbono, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.
Cada una de estas técnicas tiene sus ventajas y desafíos, siendo la CVD y la PECVD las más adoptadas debido a su escalabilidad y control sobre las propiedades de los CNT.
Sin embargo, la elección de la técnica depende de los requisitos específicos de la aplicación y de las características deseadas de los CNT.
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