A deposição de vapor químico (CVD) é um método versátil e amplamente utilizado para sintetizar uma variedade de nanomateriais.
É particularmente eficaz na produção de materiais de alta qualidade e elevado desempenho à nanoescala.
O processo envolve a decomposição ou reação de precursores gasosos num substrato em condições controladas.
Normalmente, isto acontece no vácuo e a temperaturas elevadas.
5 tipos principais de nanomateriais sintetizados por CVD
1. Nanomateriais à base de carbono
Fulerenos
Os fulerenos são aglomerados esféricos, cilíndricos ou elipsoidais de átomos de carbono.
A CVD pode ser utilizada para produzir fulerenos através da vaporização de fontes de carbono em condições específicas.
Nanotubos de carbono (CNTs)
Os CNT são folhas de grafeno enroladas que formam tubos.
A CVD é um método comum para a sua síntese, em que são utilizados hidrocarbonetos e catalisadores metálicos para fazer crescer os CNT em substratos.
Nanofibras de carbono (CNFs)
Semelhantes aos CNTs, mas com uma estrutura diferente, os CNFs também podem ser sintetizados utilizando CVD.
Este processo envolve frequentemente a assistência de catalisadores metálicos.
Grafeno
O grafeno é uma camada única de átomos de carbono dispostos numa estrutura hexagonal.
Pode ser sintetizado por CVD através da decomposição de hidrocarbonetos em substratos metálicos, transferindo depois a camada de grafeno para outros substratos.
2. Outros nanomateriais
Nanoestruturas cerâmicas
Utilizando precursores adequados, os materiais cerâmicos podem ser depositados em estruturas nanométricas.
Carbonetos
São compostos de carbono com elementos menos electronegativos.
As suas nanoestruturas podem ser formadas utilizando técnicas de CVD.
3. Variantes da CVD
CVD a baixa pressão (LPCVD) e CVD a pressão atmosférica (APCVD)
Estas variantes ajustam a pressão para otimizar o processo de deposição.
CVD enriquecida com plasma (PECVD)
Utiliza plasma para aumentar as taxas de reação química, permitindo temperaturas de deposição mais baixas.
CVD foto-assistida e CVD assistida por laser
Utilizam a luz para iniciar ou melhorar as reacções químicas, oferecendo um controlo preciso do processo de deposição.
4. Desafios e vantagens da CVD
Embora a CVD ofereça uma produção a alta velocidade e a capacidade de criar uma vasta gama de nanoestruturas, também apresenta desafios.
Um dos desafios é a dificuldade em controlar as temperaturas devido ao elevado calor necessário.
Além disso, a complexidade da química dos precursores e a necessidade de um controlo preciso do processo podem ser factores limitativos.
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