Альтернативой углеродным нанотрубкам (УНТ) в качестве проводящей углеродной добавки в первую очередь являются сажа и графен. Каждый из этих материалов имеет свой набор преимуществ и проблем по сравнению с УНТ.
Сажа:
Сажа широко используется в различных областях, особенно в шинной промышленности. Она обычно имеет более высокий уровень выбросов CO2 на килограмм по сравнению с графеном и УНТ, а также требует более высокой нагрузки в композитах. Исследование, проведенное в 2020 году компанией Michelin, показало, что шины, армированные УНТ, выделяют меньше наночастиц по сравнению с шинами, в которых используются другие наноуглероды. Это говорит о том, что CNT могут быть более экологичным вариантом для данного применения.Графен:
Графен, двумерный материал, высоко ценится за свои свойства, но сталкивается с проблемами, связанными с методом его производства. Метод "сверху вниз", например, метод Хаммера, является энергоемким, требует значительного количества воды и связан с использованием агрессивных химикатов. Эти факторы делают производство графена менее экологичным и потенциально более дорогостоящим, чем производство УНТ.
Сравнение и рыночные соображения:
При рассмотрении возможности использования этих материалов решающее значение имеет сочетание свойств и воздействия на окружающую среду. УНТ обладают высокой механической прочностью и используются в различных областях - от конструкционных материалов до электроники. Рынок УНТ расширяется, особенно в таких "зеленых" технологиях, как литий-ионные батареи, где они служат проводящими добавками, повышающими эффективность работы батарей.
Синтез и применение:
