Les nanotubes de carbone (NTC) peuvent être synthétisés à l'aide de diverses techniques, la plus courante étant le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), en particulier le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Les autres méthodes comprennent l'ablation au laser et la décharge à l'arc. Chaque technique a ses propres paramètres et conditions qui influencent la qualité et les caractéristiques des NTC produits.
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) :
Le dépôt chimique en phase vapeur est le principal procédé commercial de production de NTC. Il implique la décomposition d'hydrocarbures gazeux sur un catalyseur à des températures élevées. Le procédé peut être modifié pour utiliser différentes matières premières, y compris le monoxyde de carbone et les matières premières vertes ou de déchets comme le méthane ou le dioxyde de carbone capturé par électrolyse dans des sels fondus. Le procédé CVD permet de contrôler le diamètre et l'alignement des NTC en ajustant des paramètres tels que le temps de séjour, le débit et la pression de croissance.Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) :
Le PECVD est une variante plus complexe du CVD qui utilise le plasma pour améliorer les réactions chimiques. Cette méthode permet la croissance de NTC à des températures plus basses, comme l'ont démontré Hofmann et al. de l'université de Cambridge, qui ont réussi à faire croître des nanofibres alignées verticalement à 120°C en utilisant de l'acétylène comme hydrocarbure gazeux. Le processus PECVD est influencé par de nombreux facteurs, notamment la chimie du plasma, les effets du champ électrique et la chimie de surface, qui dictent les caractéristiques de croissance des NTC.
Ablation laser et décharge d'arc :
Il s'agit de méthodes traditionnelles de synthèse des NTC. L'ablation au laser consiste à vaporiser le carbone à l'aide d'un faisceau laser, tandis que la décharge d'arc utilise un arc électrique entre deux électrodes de graphite pour produire de la vapeur de carbone. Ces deux méthodes permettent d'obtenir des NTC de haute qualité, mais elles sont moins contrôlables et moins évolutives que les méthodes de dépôt chimique en phase vapeur.
Techniques et matières premières émergentes :
