S Ntese De Nanotubos De Carbono

Síntese de nanotubos de carbono

Já foram desenvolvidos diversos processos de síntese sendo os principais a descarga entre eletrodos de grafite, métodos a altas temperaturas, métodos de ablação por laser e por Deposição Química de Vapor Catalisada (DQVC ou CVD).Os três primeiros produzem nanotubos de carbono de alta qualidade estrutural, mas sua produtividade industrial é questionável e o custo do produto é elevado. O último porém apresenta o maior potencial para produção em massa de nanotubos e baixo custo. Como catalisadores são usados os metais de transição como Fe, Ni e Co ou seus óxidos.
Esses catalisadores na forma de nanopartículas com diâmetro inferior a 20nm são submetidos a um ambiente rico em carbono a uma temperatura entre 600-1200°C. As nanopartículas metálicas absorvem o carbono e se tornam saturadas, ocorrendo então a precipitação do carbono na forma de um plano de grafite encurvado formando um tubo. Este tubo de carbono na hibridização sp2 consiste no nanotubo de carbono, o qual pode apresentar um plano (nanotubo de carbono de parede simples ou múltiplos planos). Os catalisadores ou seus precursores podem ser dispersos sobre um substrato plano, como um waffer de silício, ou sobre algum material inerte e de grande área superficial, preferencialmente. Diversos catalisadores cerâmicos já foram desenvolvidos para o crescimento de CNT. A maioria deles se baseia na formação de uma solução sólida entre óxidos de metais de transição (Fe,Ni,Co) e óxidos cerâmicos estáveis termicamente. Desta maneira o metal catalisador fica homogeneamente disperso e “diluído” na matriz cerâmica. As atmosferas de síntese de nanotubos pela técnica de Catalytic CVD são redutoras e promovem a redução do óxido. Dependendo de fatores como a tensão superficial entre o metal e a matriz cerâmica e a concentração superficial do metal, ocorre formação de nanopartículas metálicas de diferentes diâmetros. Quando estas nanopartículas são inferiores a 20-15 nm têm-se condições