Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) sind faszinierende Materialien mit einzigartigen Eigenschaften, die sie in verschiedenen Branchen sehr wertvoll machen. Aber wie werden diese winzigen Röhren hergestellt? Sehen wir uns die wichtigsten Techniken an, die bei der CNT-Herstellung zum Einsatz kommen.
5 Schlüsselmethoden erklärt
1. Laserablation
Die Laserablation ist eine der frühesten Methoden zur Herstellung von CNTs. Dabei wird ein Hochleistungslaser verwendet, um ein Graphit-Target zu verdampfen, das dann zu CNTs kondensiert.
2. Lichtbogenentladung
Die Lichtbogenentladung ist eine weitere traditionelle Methode. Dabei wird ein elektrischer Lichtbogen verwendet, um eine Graphitelektrode zu verdampfen, wodurch ein Plasma entsteht, das sich abkühlt und CNTs bildet.
3. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
CVD ist aufgrund seiner Skalierbarkeit und der Kontrolle über die CNT-Eigenschaften die beliebteste kommerzielle Methode geworden. Bei diesem Verfahren werden Kohlenwasserstoffgase auf einem Metallkatalysator bei hohen Temperaturen zersetzt, um CNTs zu erzeugen.
4. Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD)
PECVD ist eine fortschrittliche Technik, die das Wachstum von CNTs bei niedrigeren Temperaturen und mit größerer Kontrolle über ihren Durchmesser und ihre Ausrichtung ermöglicht. Dabei spielen komplexe Faktoren wie die Plasmachemie und die Auswirkungen elektrischer Felder eine Rolle.
5. Nachhaltige und umweltfreundliche Methoden
Neue Trends konzentrieren sich auf die Verwendung von umweltfreundlichen Rohstoffen oder Abfallstoffen. So wird beispielsweise bei der Elektrolyse von Kohlendioxid in geschmolzenen Salzen CO2 in CNTs umgewandelt, und bei der Methanpyrolyse wird Methan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff, einschließlich CNTs, zerlegt.
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