カーボンナノチューブ（CNT）は様々な方法で合成される。
商業的に最も普及しているのは化学気相成長法（CVD）である。
その他の伝統的な方法には、レーザーアブレーションやアーク放電がある。
CVDプロセスでは、一酸化炭素や、最近ではメタンの熱分解や溶融塩中で電気分解して回収した二酸化炭素などのグリーン原料や廃棄物原料など、さまざまな原料を使用する。
5つの主要技術の説明
1.化学気相成長法（CVD）
CVDは、カーボン・ナノチューブを商業的に合成するための主要な方法である。
この手法では、一般的に金属触媒の存在下、炭素含有ガスを高温で分解し、炭素原子をナノチューブの形で基板上に堆積させる。
温度、圧力、ガス流量、触媒の性質などのプロセス・パラメータは、CNTの品質と収率に大きく影響する。
2.レーザーアブレーション
この方法では、高出力レーザーを使用して、高温チャンバー内でグラファイトターゲットを気化させる。
気化した炭素は凝縮してCNTを形成する。
この技術は高品質のCNTを製造することで知られているが、エネルギー消費量とコストが高いため、商業的にはあまり実行可能ではない。
3.アーク放電
アーク放電では、保護ガス雰囲気中で2つのグラファイト電極間に直流電流を流す。
アークによって発生する高熱が陽極を蒸発させ、その蒸気からCNTが形成される。
この方法も高品質のCNTを製造することができるが、エネルギー消費が大きく、拡張性に限界があるなど、レーザーアブレーションと同様の欠点がある。
4.グリーン原料や廃棄物原料を使用する新しい方法
最近の進歩では、環境への影響を減らし、廃棄物を利用することを目的として、CNTを合成するためにグリーン原料や廃棄物原料を使用することが検討されている。
例えばメタン熱分解は、メタンを熱分解して水素と固体炭素に変換するもので、CNTを含むことができる。
この方法は、温室効果ガスを貴重な物質に変える、炭素の回収と利用のための潜在的な経路を提供する。
同様に、溶融塩中での二酸化炭素の電気分解もCNTの製造に用いられているが、製造される材料の品質に関する懸念は依然として残っている。
5.その他の革新的技術
上記の方法に加え、研究者たちはCNTの合成を改善するための新しい技術を絶えず模索している。
これには、生物学的システムの利用、プラズマを利用した方法、CNT生産の効率と持続可能性を高めることを目的としたその他の新しいアプローチが含まれる。
これらの方法は、CNT合成への多様なアプローチを浮き彫りにしており、それぞれに利点と課題がある。
どの方法を選択するかは、希望する用途、コスト、環境への影響によって決まる。
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