السلائف الرئيسية للأنابيب النانوية الكربونية هي الهيدروكربونات، وتحديداً الأسيتيلين والميثان والإيثيلين. ومن بين هذه السلائف يعتبر الأسيتيلين أكثر السلائف مباشرة حيث يمكن استخدامه دون الحاجة إلى طاقة إضافية أو تحويل حراري أثناء التخليق. من ناحية أخرى، يتطلب الميثان والإيثيلين عمليات تحويل حراري لتكوين سلائف الكربون المباشرة، وعادةً ما تتحول إلى أسيتيلين قبل دمجها في أنابيب الكربون النانوية.
الأسيتيلين كسلائف مباشرة:
الأسيتيلين (C2H2) هو هيدروكربون عالي التفاعل يمكن أن يساهم بشكل مباشر في تكوين الأنابيب النانوية الكربونية. وتسمح بنية رابطته الثلاثية بسهولة تفككه إلى ذرات الكربون والهيدروجين، والتي تعتبر ضرورية لنمو الأنابيب النانوية الكربونية. ويتطلب استخدام الأسيتيلين في تخليق الأنابيب النانوية الكربونية عادةً درجات حرارة أقل، مما يجعله سليفة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنةً بالميثان والإيثيلين.الميثان والإيثيلين كسلائف غير مباشرة:
لا يمكن أن يشكل الميثان (CH4) والإيثيلين (C2H4) أنابيب الكربون النانوية مباشرة ويجب أن يخضع للتحويل الحراري إلى أسيتيلين. وتنطوي عملية التحويل هذه على كسر الروابط الجزيئية وإعادة تشكيلها إلى أسيتيلين، والذي يعمل بعد ذلك كسلائف مباشرة لأنابيب الكربون النانوية النانوية. ويتطلّب هذا التحويل الحراري طاقات تنشيط أعلى مقارنةً بالاستخدام المباشر للأسيتيلين، ما يجعل عملية التخليق أكثر استهلاكًا للطاقة.
دور الهيدروجين ودرجة الحرارة في عملية التخليق:
يلعب الهيدروجين دورًا في تخليق الأنابيب النانوية الكربونية من الميثان والإيثيلين عن طريق تقليل المحفز أو المشاركة في التفاعل الحراري، مما قد يعزز نمو أنابيب الكربون النانوية. كما أن درجة حرارة التوليف أمر بالغ الأهمية؛ ويمكن تحقيق درجات حرارة منخفضة (أقل من 400 درجة مئوية) باستخدام الترسيب الكيميائي المعزز بالبلازما بالبخار (PECVD)، وهو أمر مفيد لترسيب الأنابيب النانوية الكربونية على ركائز مثل الزجاج لتطبيقات الانبعاثات الميدانية.
الاعتبارات التكنولوجية:
