گروههای بسیاری در جهان به دنبال ارائه روشی ساده برای تولید انبوه نانولوله کربنی هستند. اخیرا محققان از رنگپاش برای قرار دادن نانوذرات کاتالیسیتی در سطحی وسیعی استفاده کردند. نانولولههای کربنی میتوانند در این سطوح رشد کنند. این روش جدید برای تولید انبوه نانولولههای کربنی پوششدار نیز مناسب است.
استفاده از رنگپاش برای تولید انبوه نانولولههای کربنی
پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی روشی ارائه کردند که با استفاده از آن میتوان نانولولههای کربنی را به تولید انبوه رساند. این گروه از رنگپاش برای تولید این نانوساختارها با قطر مختلف استفاده کردند. آناتولی ملنکو میگوید استفاده از رنگپاش یک روش جالب برای تولید انبوه نانوساختارها است. معمولا برای تولید نانوذرات از کاتالیستهای نیکل استفاده میشود ما در این پروژه از رنگپاش برای اسپری کردن این نانوذرات روی زیرلایه استفاده کردیم با این کار نانوذرات روی سطح زیرلایه پخش میشوند و در نهایت نانولولهها روی این نانوذرات رشد میکنند. رنگپاش موجب میشود تا ذرات کاتالیست به صورت یکنواخت روی سطح وسیعی از زیرلایه قرار بگیرند مزیت دیگر این روش آن است که میتوان در مدت زمان بسیار کوتاهی در دمای اتاق مساحت بالایی را پوششدهی کرد.
بعد از پوششدهی زیرلایه با رنگپاش، این گروه تحقیقاتی یک لایه پودر سیلیکون را روی آن اسپری کرده و در نهایت زیرلایه را در اتمسفری حاوی استیلن و گاز آمونیاک در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد قرار میدهند. با این کار نانوفیبرهای کربنی روی نانوذرات نیکل رشد کرده و محصولی خالص حاوی پوشش سیلیکونی ایجاد میشود. این محصول به صورت جنگلی از نانوفیبرها بوده که به صورت عمودی روی زیرلایه رشد کرده است. این گروه تحقیقاتی این روش را روی زیرلایههای آلومینیوم، مس و تیتانیوم آزمایش کردند.
مهمت ساراک از محققان این پروژه میگوید رشد نانوفیبرهای کربنی روی زیرلایه منجر به محصولی رسانا میشود که از آن میتوان در حوزههای مختلف استفاده کرد.
رشد نانولولهها از طریق رسوب شیمیایی از فاز بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) انجام میشود که قبل از آن نانوذرات نیکل روی زیرلایههایی از جنس سیلیسیم، آلومینیوم، مس و تیتانیوم قرار داده میشود. توزیع و مورفولوژی محصول نهایی را میتوان با کنترل پارامترهای رنگپاش تعیین کرد در واقع نحوه توزیع نانوذرات کاتالیستی تاثیر زیادی روی محصول نهایی دارد. در صورت افزودن میکروذرات سیلیس به راکتور، محصول نهایی با سیلیس پوششدهی میشود که این کار موجب افزایش استحکام مکانیکی نانوفیبرهای کربنی میشود. از این روش میتوان برای تولید مواد تشکیل دهنده باتریهای یون لیتیم استفاده کرد.