ويمكن إنتاج الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) من خلال عدة طرق، حيث يعتبر الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) هو الأكثر انتشاراً من الناحية التجارية. وتشمل الطرق الأخرى الاستئصال بالليزر، والتفريغ القوسي، والتقنيات الخضراء الناشئة مثل التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون في الأملاح المنصهرة والتحليل الحراري للميثان. ولكل طريقة مزاياها وتحدياتها الفريدة من حيث الكفاءة والتكلفة والأثر البيئي.
الترسيب الكيميائي للبخار (CVD):
يُعد الترسيب الكيميائي بالترسيب بالبخار الكيميائي الطريقة الأكثر انتشارًا لإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية تجاريًا. وتنطوي هذه العملية على تحلل الغازات الهيدروكربونية على محفز معدني عند درجات حرارة عالية. ويتم ترسيب المحفز المعدني، وهو عادةً الحديد أو الكوبالت أو النيكل، على ركيزة. وعندما يتدفق الغاز الهيدروكربوني فوق المحفز، يتحلل وتتراكم ذرات الكربون على المحفز، فتنمو إلى أنابيب نانوية. وتسمح تقنية CVD بالتحكم الجيد في بنية الأنابيب النانوية واتجاهها، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات.الاستئصال بالليزر:
تتضمن هذه الطريقة استخدام ليزر عالي الطاقة لتبخير هدف من الجرافيت في فرن. ويتكثف الكربون المتبخر إلى أنابيب نانوية. إن الاستئصال بالليزر قادر على إنتاج أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار عالية الجودة ولكنها أقل فعالية من حيث التكلفة وقابلة للتطوير مقارنةً بالتفريغ القابل للتحويل إلى كربون.
التفريغ القوسي:
- في تفريغ القوس الكهربائي، يتم ضرب قوس عالي التيار بين قطبين من الجرافيت في جو غاز خامل. تعمل الحرارة الشديدة على تبخير الأنود، ويشكل الكربون المتبخر أنابيب نانوية عند التبريد. هذه الطريقة فعالة أيضاً ولكن يمكن أن تكون أقل قابلية للتحكم وأكثر استهلاكاً للطاقة من تقنية CVD.
- التقنيات الخضراء الناشئة:التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون في الأملاح المنصهرة:
تلتقط هذه الطريقة ثاني أكسيد الكربون وتستخدم التحليل الكهربائي في الأملاح المنصهرة لإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية. وهي توفر نهجاً مستداماً من خلال استخدام غازات الدفيئة، ولكن هناك مخاوف بشأن جودة الأنابيب النانوية المنتجة.
التحلل الحراري للميثان: تنطوي هذه العملية على التحلل الحراري للميثان إلى هيدروجين وكربون صلب، والذي يمكن أن يشمل الأنابيب النانوية الكربونية. وتقوم شركات مثل CarbonMeta Technologies وHuntsman باستكشاف هذه الطريقة باستخدام نفايات الميثان، مما يؤدي إلى عزل انبعاثات الكربون بشكل فعال.
