در حال حاضر سه روش اصلی برای تولید نانولوله‌های کربنی (CNT) وجود دارد: تخلیه قوس الکتریکی، فرسایش لیزری گرافیت و رسوب بخار شیمیایی (CVD). در دو فرآیند اول، گرافیت به صورت الکتریکی یا با استفاده از لیزر سوزانده می‌شود و نانولوله‌های کربنی که در فاز گازی ایجاد می‌شوند، جدا می‌شوند. هر سه روش نیاز به استفاده از فلزات (مانند آهن، کبالت، نیکل) به عنوان کاتالیزور دارند.
1- فرآیند CVD
فرآیند CVD در حال حاضر بیشترین نوید را می‌دهد، زیرا امکان تولید مقادیر بیشتری از نانولوله‌های کربنی را در شرایط کنترل‌پذیرتر و با هزینه کمتر فراهم می‌کند. در فرآیند CVD، تولیدکنندگان می‌توانند یک کاتالیزور فلزی (مانند آهن) را با گازهای واکنش حاوی کربن (مانند هیدروژن یا مونوکسید کربن) ترکیب کنند تا نانولوله‌های کربنی را روی کاتالیزور در داخل یک کوره با دمای بالا تشکیل دهند.
فرآیند CVD می‌تواند کاملاً کاتالیزوری یا با پشتیبانی پلاسما باشد. مورد دوم به دمای کمی پایین‌تر (200-500 درجه سانتیگراد) نسبت به فرآیند کاتالیزوری (تا 750 درجه سانتیگراد) نیاز دارد و هدف آن تولید رشد CNT «چمن‌مانند» است.
خالص‌سازی
اگرچه تکنیک‌های سنتز برای به دست آوردن نانولوله‌های کربنی با خلوص بالا بهبود یافته‌اند، اما تشکیل محصولات جانبی حاوی ناخالصی‌هایی مانند نانوذرات محصور شده با فلز، ذرات فلزی در نوک نانولوله کربنی و کربن آمورف یک پدیده اجتناب‌ناپذیر بوده است، زیرا نانوذرات فلزی برای رشد نانولوله ضروری هستند.
این نانوذرات خارجی، و همچنین نقص‌های ساختاری که در طول سنتز رخ داده‌اند، این پیامد ناگوار را دارند که خواص فیزیکوشیمیایی نانولوله‌های کربنی تولید شده را تغییر می‌دهند.
به همین دلیل است که نانولوله‌های کربنی باید با کمک روش‌های مختلفی مانند تصفیه اسیدی یا سونوگرافی در پایان فرآیند تولید خالص‌سازی شوند.
کاربردهای نانولوله‌های کربنی
نانولوله‌های کربنی (CNTs) تقریباً برای هر کاربردی که نیاز به استحکام، دوام، رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی و خواص سبک وزنی بالا در مقایسه با مواد معمولی داشته باشد، بسیار مناسب هستند.
در حال حاضر، نانولوله‌های کربنی عمدتاً به عنوان افزودنی به مواد مصنوعی استفاده می‌شوند. نانولوله‌های کربنی به صورت پودر، یعنی به صورت بسیار درهم تنیده و متراکم، به صورت تجاری در دسترس هستند. برای اینکه نانولوله‌های کربنی خواص خاص خود را آشکار کنند، باید از هم باز شده و به طور یکنواخت در زیرلایه پخش شوند.
نیاز دیگر این است که نانولوله‌های کربنی باید به صورت شیمیایی با زیرلایه، مثلاً یک ماده پلاستیکی، پیوند برقرار کنند. برای این منظور، نانولوله‌های کربنی عامل‌دار می‌شوند، یعنی سطح آنها به صورت شیمیایی برای ترکیب بهینه در مواد مختلف و برای کاربرد خاص مورد نظر سازگار می‌شود.
نانولوله‌های کربنی همچنین می‌توانند به صورت الیاف ریسیده شوند، که نه تنها نویدبخش امکانات جالبی برای منسوجات تخصصی است، بلکه ممکن است به تحقق یک پروژه آرمانی خاص - آسانسور فضایی - نیز کمک کند.
نیاز به خرید نانو لوله کربنی دارید؟
ما در شرکت نانو مواد گستران پارس این محصول را با بالاترین کیفیت و در دو گرید تک لایه و چند لایه عرضه می کنیم. همین الان با شماره های شرکت تماس بگیرید و از همکاران ما مشاوره فنی بگیرید.
