ينطوي تخليق الأنابيب النانوية الكربونية على عدة طرق، حيث يعتبر الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) الأكثر انتشاراً بسبب فعاليته من حيث التكلفة وإمكانية التحكم في بنيته. تتضمن هذه الطريقة استخدام المحفزات والمعالجات الحرارية لتسهيل نمو الأنابيب النانوية النانوية الكربونية من مصادر الكربون الغازية. وتتأثر هذه العملية بمعايير مثل درجة الحرارة وتركيز مصدر الكربون وزمن المكوث، والتي تؤثر بشكل كبير على جودة وإنتاجية النيتروزات ثلاثية الأبعاد.
الترسيب الكيميائي للبخار (CVD):
الترسيب الكيميائي بالترسيب بالبخار الكيميائي هو تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتخليق النانوتينات النفثالينات على نطاق واسع. وهي تنطوي على تحلل الغازات الهيدروكربونية في درجات حرارة عالية في وجود محفزات معدنية، عادةً ما تكون من الحديد أو الكوبالت أو النيكل. وتسهل جزيئات المحفز تشكيل الأنابيب النانوية الكربونية عن طريق امتصاص الغازات المحتوية على الكربون والسماح لذرات الكربون بإعادة ترتيبها وتشكيل الهياكل الأنبوبية. ويسمح التحكم في حجم المحفز وظروف التفاعل (درجة الحرارة والضغط ومعدلات تدفق الغاز) بالتحكم في حجم المحفز وظروف التفاعل (درجة الحرارة والضغط ومعدلات تدفق الغاز) بالتلاعب في خصائص الأنابيب النانوية الكربونية، مثل القطر والطول والتغير.ترسيب البخار الكيميائي التحفيزي (CCVD):
- هذه نسخة معدّلة من الترسيب الكيميائي بالترسيب الكيميائي القابل للتحويل إلى بخار حيث يلعب المحفز دورًا أكثر نشاطًا في عملية النمو. ويتيح الترسيب الكيميائي بالترسيب الكيميائي القابل للتحويل إلى بخار (CCVD) تحكماً أكثر دقة في بنية النانوتينات المدمجة CNTs واتجاهها، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب نانوتينات مدمجة متحاذية أو ذات اتجاه رأسي. ويؤدي استخدام أول أكسيد الكربون كمادة وسيطة في بعض طرق تقنية CCVD إلى تعزيز كفاءة العملية وتعدد استخداماتها.طرق أخرى:
- الاستئصال بالليزر: تستخدم هذه التقنية ليزر عالي الطاقة لتبخير هدف من الجرافيت لإنتاج ثنائيات النفثالينات المدمجة في الطور الغازي والتي يتم جمعها بعد ذلك. وهي مفيدة بشكل خاص في إنتاج ألياف CNTs أحادية الجدار عالية الجودة، ولكنها أقل قابلية للتطوير وأكثر استهلاكًا للطاقة من التفريغ القابل للقنوات CVD.
- تفريغ القوس الكهربائي: تنطوي هذه الطريقة على استخدام قوس كهربائي بين قطبين من الجرافيت في جو خامل لتوليد النترات النفثالينات المدمجة. وعلى الرغم من فعاليتها، إلا أنها أقل قابلية للتحكم وقابلية للتطوير مقارنةً بالتفريغ القابل للتحويل إلى نقود.
المواد الأولية الخضراء والنفايات: تركز الطرق الناشئة على استخدام المواد الصديقة للبيئة أو النفايات كمصادر للكربون. على سبيل المثال، يجري استكشاف ثاني أكسيد الكربون المحتجز عن طريق التحليل الكهربائي في الأملاح المنصهرة والتحلل الحراري للميثان لإنتاج نترات الكربون المقطعية ذات التأثير البيئي المنخفض.
التحديات والاعتبارات:
