Проблемы, связанные с углеродными нанотрубками (УНТ), в первую очередь касаются масштабов их производства, воздействия на окружающую среду и интеграции в практические приложения.
Масштабы производства:
Одной из главных проблем использования углеродных нанотрубок является возможность их крупномасштабного производства. Метод химического осаждения из паровой фазы (CVD), несмотря на свою эффективность, требует точного контроля различных параметров для обеспечения качества и выхода УНТ. Процесс синтеза включает в себя сложные этапы и условия, которые сложно воспроизвести в больших масштабах. Эта проблема масштабируемости влияет на стоимость и доступность УНТ, что, в свою очередь, сказывается на их более широком применении и проникновении на рынок.Воздействие на окружающую среду:
При рассмотрении воздействия на окружающую среду УНТ часто сравнивают с альтернативными материалами, такими как сажа и графен. Несмотря на то, что УНТ обычно имеют более низкий уровень выбросов CO2 на килограмм по сравнению с сажей, методы производства графена и УНТ имеют свои собственные экологические проблемы. Например, такие методы производства графена, как метод Хаммера, являются энергоемкими и требуют большого количества воды и агрессивных химикатов. Экологический след производства УНТ, включая потребление энергии и образование отходов, должен быть сведен к минимуму, чтобы повысить его устойчивость.
Интеграция в практические приложения:
Перевод полезных свойств УНТ из наномасштаба в макромасштабные продукты, такие как листы, вуали или нити, сопряжен со значительными техническими трудностями. Анизотропия, присущая УНТ, особенно вертикально выровненным УНТ (VACNT), открывает уникальные возможности, но также затрудняет их интеграцию в различные материалы и изделия. Обеспечение равномерной дисперсии и сохранение свойств УНТ в композитных материалах имеет решающее значение для их эффективного использования в таких областях, как литий-ионные батареи, проводящие полимеры и армированные композиты.
Конкуренция и потенциал рынка:
