وتشمل المحفزات لنمو الأنابيب النانوية الكربونية في المقام الأول المحفزات المعدنية المستخدمة في الترسيب الكيميائي التحفيزي للبخار (CVD). وتعمل هذه المحفزات على تسهيل تفاعل الغازات السليفة في الركيزة، مما يتيح نمو الأنابيب النانوية الكربونية عند درجات حرارة أقل مما كان ممكنًا لولا ذلك.
شرح مفصل:
-
المحفزات الفلزية في عملية التفريغ القابل للذوبان CVD التحفيزي:
-
تلعب المحفزات المعدنية دورًا حاسمًا في عملية التفريغ القابل للسحب القابل للذوبان CVD التحفيزي. هذه المعادن، التي يمكن أن تشمل الحديد أو الكوبالت أو النيكل أو مزيج منها، عادةً ما يتم ترسيبها على الركيزة. عندما يتم إدخال غاز سليفة يحتوي على الكربون، مثل الميثان أو الإيثيلين أو الأسيتيلين، في غرفة التفاعل، فإنه يتفاعل على سطح هذه المحفزات المعدنية. وتعمل المحفزات المعدنية على تكسير غاز السلائف إلى ذرات الكربون، والتي تشكل بعد ذلك الأنابيب النانوية الكربونية.دور الهيدروجين:
-
يختلف دور الهيدروجين في عملية النمو اعتمادًا على غاز السلائف المستخدم. فبالنسبة للميثان والإيثيلين، يعد الهيدروجين ضروريًا للتحويل الحراري لهذه الغازات قبل أن يتم تحويلها إلى أنابيب نانوية كربونية. ويساعد في تقليل المحفز، مما يعزز نمو الأنابيب النانوية الكربونية. ومع ذلك، في حالة الأسيتيلين، لا يلعب الهيدروجين دورًا مهمًا في عملية التخليق، باستثناء تأثيره المختزل على المحفز.
-
تحسين بارامترات النمو:
يتأثر نمو الأنابيب النانوية الكربونية بالعديد من البارامترات، بما في ذلك نوع وتركيز الغاز السليفة ودرجة الحرارة ووقت بقاء الغاز في غرفة التفاعل. على سبيل المثال، يعد الحفاظ على وقت المكوث الأمثل أمرًا بالغ الأهمية؛ فالوقت القصير جدًا قد لا يسمح بتراكم مصدر الكربون بشكل كافٍ، مما يؤدي إلى إهدار المواد، في حين أن الوقت الطويل جدًا قد يؤدي إلى تجديد محدود لمصدر الكربون وتراكم المنتجات الثانوية.
استهلاك الطاقة ومعدلات النمو:
