Углеродные нанотрубки (УНТ) действительно можно производить массово, хотя достижение постоянного качества и однородности в больших масштабах остается сложной задачей. Основным методом получения УНТ в промышленных масштабах является химическое осаждение из паровой фазы (CVD), в частности CVD с усилением плазмы (PECVD), которому отдают предпочтение за его эффективность и масштабируемость.
Технологии производства:
Процесс CVD включает в себя разложение углеродсодержащих газов при высоких температурах, как правило, на катализаторе, с образованием CNT. Этот метод позволяет контролировать такие свойства УНТ, как диаметр, длина и хиральность, путем изменения таких параметров, как температура, давление, скорость потока газа и природа катализатора. О масштабируемости CVD свидетельствует его использование в многочисленных промышленных приложениях, о чем свидетельствует значительный объем рынка УНТ, который оценивается в 38,54 млрд долларов в 2022 году и, по прогнозам, достигнет 105 млрд долларов к 2030 году.Проблемы массового производства:
Несмотря на масштабируемость процесса CVD, в массовом производстве УНТ сохраняется ряд проблем. К ним относятся достижение однородного качества продукции на больших площадях, поддержание стабильности и надежности УНТ, а также минимизация затрат на энергию и материалы. Промышленность сосредоточена не только на производстве больших объемов, но и на обеспечении однородности и стабильного качества УНТ, что имеет решающее значение для их эффективного использования в различных областях.
Индустриализация и расширение рынка:
Индустриализация производства УНТ предполагает оптимизацию процессов с целью повышения их энергоэффективности и рентабельности, а также решение проблем, связанных с передачей и транспортировкой наноматериалов. Расширяющийся рынок УНТ, обусловленный их превосходными механическими, электрическими и тепловыми свойствами, подчеркивает необходимость постоянного совершенствования технологий производства для удовлетворения растущего спроса в таких отраслях, как электроника, аэрокосмическая и автомобильная промышленность.
