カーボンナノチューブ（CNT）の合成にはいくつかの方法があるが、化学気相成長法（CVD）は、その費用対効果と構造制御のしやすさから、最も普及している。この方法では、気体炭素源からCNTの成長を促進するために、触媒と熱処理を使用する。このプロセスは、温度、炭素源濃度、滞留時間などのパラメータに影響され、CNTの品質と収率に大きく影響する。
化学気相成長法（CVD）：
CVDは、CNTを大規模に合成するために広く使われている技術である。CVDは、鉄、コバルト、ニッケルなどの金属触媒の存在下、高温で炭化水素ガスを分解する。触媒粒子は、炭素含有ガスを吸着し、炭素原子が再配列して管状構造を形成することにより、カーボンナノチューブの形成を促進する。触媒のサイズと反応条件（温度、圧力、ガス流量）を制御することで、直径、長さ、キラリティなどのCNTの特性を操作することができる。触媒化学気相成長法（CCVD）：
- これはCVDの改良版で、成長プロセスにおいて触媒がより積極的な役割を果たす。CCVDでは、CNTの構造と配向をより正確に制御できるため、配向したCNTや垂直配向したCNTを必要とする用途に適している。一部のCCVD法では、原料として一酸化炭素を使用することで、プロセスの効率と汎用性をさらに高めている。その他の方法
- レーザーアブレーション： レーザーアブレーション：高出力レーザーを用いてグラファイトターゲットを気化させ、気相中でCNTを生成し、これを回収する方法。高品質な単層CNTの製造に特に有効だが、CVDに比べて拡張性が低く、エネルギー集約的である。
- アーク放電： この方法では、不活性雰囲気中で2つのグラファイト電極間に電気アークを発生させ、CNTを生成する。効果的ではあるが、CVDに比べて制御性や拡張性に劣る。
グリーンおよび廃棄物原料： 新しい方法は、環境に優しい材料や廃棄物を炭素源として利用することに焦点を当てている。例えば、溶融塩中で電気分解して回収した二酸化炭素やメタンの熱分解は、環境への影響を低減しながらCNTを製造するために研究されている。
課題と考察
