METODI DI SINTESI

I nanotubi possono essere prodotti principalmente utilizzando quattro diverse tecniche, tre delle quali si basano sulla vaporizzazione di un blocco di grafite (e quindi lavorano ad altissima temperatura) e una invece sulla decomposizione di un precursore gassoso. Tutti questi metodi richiedono la contemporanea presenza di una sorgente di carbonio e un catalizzatore metallico.
ARCO ELETTRICO
E' il primo metodo utilizzato per la produzione dei nanotubi, ed è molto simile a quello utilizzato per la sintesi dei fullereni.

Nella camera di reazione vi sono due elettrodi in grafite, tra i quali si applica una differenza di potenziale di circa 20 V. Uno dei due elettrodi è parzialmente riempito con un metallo che ha la funzione di catalizzatore della formazione di nanotubi (cobalto, ferro o nichel). La camera di reazione viene riempita di gas inerte e successivamente posta sotto vuoto controllato. In seguito si avvicinano tra loro i due elettrodi, fino ad avere una scarica elettrica di 50-200 ampere. La temperatura tra i due elettrodi raggiunge i 4000°C, e questa temperatura elevata causa la sublimazione di una parte del carbonio dell'anodo. Il carbonio così sublimato si deposita sulle pareti del reattore e sull'elettrodo stesso, formando una sorta di "ragnatela" Il carbonio ottenuto secondo questo metodo presenta una grande varietà di morfologie, tra cui appunto quella dei nanotubi. Cambiando le condizioni di reazione (quantità e tipo di catalizzatore, intensità di corrente, presenza di gas inerte ecc.) è possibile spingere la reazione verso le morfologie desiderate. I primi nanotubi prodotti secondo questo metodo erano dei MWNT, ma oggi si arriva a produrre abbastanza selettivamente dei SWNT (10,10) di piccola taglia (0.7-1.6 nm di diametro) e piuttosto omogenei in dimensione. Questi nanotubi non sono comunque mai puri, ma mescolati con svariate altre forme di carbonio, come la grafite, i fullereni e lo "sporco di carbonio" (carbon soot).


VAPORIZZAZIONE LASER

Questo metodo è una variazione di quello ad arco elettrico nel quale la miscela di carbonio e metallo è vaporizzata tramite un laser. La vaporizzazione laser dà percentuali molto più elevate (fino al 70-90%) e una migliore qualità di nanotubi rispetto al sistema ad arco elettrico.


CVD ( CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION)

E' il solo metodo continuo (o semi-continuo) per la produzione di nanotubi, quindi il più interessante per le possibili applicazioni a livello industriale. E' derivato dal metodo di produzione delle fibre in carbone (vapour grown carbon fibers, VGCF), e consiste nella decomposizione di un gas contenente carbonio (idrocarburi, CO ecc) su un catalizzatore finemente disperso. I nanotubi prodotti con questo metodo sono di taglia più grande e più eterogenea rispetto a quelli prodotti mediante arco elettrico o laser e sono del tipo a parete multipla, ma in determinate condizioni si possono avere anche SWNT.

ALTRI METODI

Tra i metodi utilizzati, ma ancora in fase di sviluppo preliminare, possiamo segnalare: - Elettrolisi di elettrodi in carbone - Sintesi a partire da polimeri

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