O mecanismo de crescimento dos nanotubos de carbono (CNTs) envolve principalmente a utilização da deposição catalítica de vapor químico (CVD). Este processo utiliza um catalisador metálico para facilitar a reação de um gás precursor no substrato, permitindo o crescimento de CNTs a temperaturas mais baixas do que seria possível de outra forma. Os elementos-chave deste mecanismo incluem a seleção do catalisador, a escolha do gás precursor e o controlo dos parâmetros do processo, como a temperatura e a pressão.
Seleção do catalisador:
O catalisador desempenha um papel crucial na nucleação e crescimento dos CNTs. Os catalisadores habitualmente utilizados incluem metais como o ferro, o cobalto e o níquel, que têm a capacidade de dissociar os gases que contêm carbono e fornecer uma superfície para os átomos de carbono nuclearem e crescerem em nanotubos. A escolha do catalisador afecta o diâmetro, a quiralidade e a qualidade dos CNTs.Gás Precursor:
O gás precursor, normalmente um hidrocarboneto como o metano, o etileno ou o acetileno, fornece a fonte de carbono para o crescimento dos CNTs. O gás é introduzido na câmara de reação onde interage com as partículas do catalisador. A decomposição do gás precursor na superfície do catalisador liberta átomos de carbono que depois formam os CNTs.
Parâmetros do processo:
O controlo dos parâmetros do processo é essencial para o sucesso da síntese de CNTs. A temperatura é um fator crítico, uma vez que influencia a atividade do catalisador e a taxa de decomposição do gás precursor. A pressão e as taxas de fluxo de gás também desempenham papéis significativos na determinação da taxa de crescimento e da qualidade dos CNTs. As condições ideais variam consoante o catalisador específico e o gás precursor utilizado.
Taxa de crescimento e qualidade:
