Os métodos de crescimento de nanotubos envolvem essencialmente três técnicas principais: ablação por laser, descarga por arco e deposição química de vapor (CVD), sendo a CVD a mais dominante a nível comercial. Além disso, existem variações e avanços nestes métodos, como a deposição de vapor químico com plasma (PECVD) e a utilização de matérias-primas alternativas, como o dióxido de carbono e o metano.
Ablação por laser e descarga por arco:
Estes são os métodos tradicionais de produção de nanotubos de carbono. A ablação por laser envolve a vaporização do carbono com um laser, enquanto a descarga por arco utiliza um arco de alta corrente entre eléctrodos de carbono para gerar o calor necessário à vaporização do carbono. Ambos os métodos requerem temperaturas elevadas e são eficazes, mas são menos utilizados em ambientes comerciais devido à sua intensidade energética e à complexidade dos processos.Deposição química de vapor (CVD):
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A CVD é o método mais comum para a produção comercial de nanotubos de carbono. Envolve a decomposição de um gás contendo carbono a altas temperaturas (normalmente acima de 800°C) num substrato revestido de catalisador. As partículas de catalisador facilitam o crescimento dos nanotubos, proporcionando sítios de nucleação. A CVD permite um melhor controlo das propriedades e da orientação do nanotubo, tornando-o adequado para várias aplicações.Métodos CVD modificados:
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Deposição de vapor químico enriquecida com plasma (PECVD): Este método utiliza plasma para melhorar as reacções químicas envolvidas na CVD, permitindo temperaturas de deposição mais baixas (potencialmente abaixo dos 400°C). Este facto é benéfico para aplicações que requerem a deposição em substratos sensíveis à temperatura, como o vidro para dispositivos de emissão de campo. A PECVD aumenta a atividade dos reagentes, conduzindo a um crescimento mais eficiente e controlado dos nanotubos.
Utilização de matérias-primas alternativas: As inovações na CVD incluem a utilização de monóxido de carbono, dióxido de carbono capturado por eletrólise em sais fundidos e pirólise de metano. Estes métodos têm como objetivo utilizar resíduos ou matérias-primas verdes, reduzindo o impacto ambiental e potencialmente diminuindo os custos. Por exemplo, a pirólise do metano converte o metano em hidrogénio e carbono sólido, incluindo nanotubos, sequestrando eficazmente as emissões de carbono.
Desafios e considerações:
