탄소 나노튜브(CNT) 제조 기술에는 주로 레이저 제거, 아크 방전, 화학 기상 증착(CVD) 등 세 가지 주요 방법이 사용됩니다. 이 중 CVD는 확장성과 제품 특성에 대한 제어로 인해 가장 널리 사용되는 상업적 공정으로 부상했습니다. CVD는 고온에서 탄화수소 가스를 금속 촉매로 분해하여 CNT를 성장시킵니다. 일산화탄소를 이용한 촉매 화학 기상 증착과 같은 변형된 버전의 CVD도 공정을 개선하기 위해 개발되었습니다.
CNT 생산의 새로운 트렌드는 친환경 또는 폐기물 공급 원료를 활용하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 주목할 만한 방법 중 하나는 용융염에서 이산화탄소를 전기분해하여 이산화탄소를 포집하고 CNT로 전환하는 것입니다. 그러나 이 방법은 생산된 CNT의 품질에 대한 우려가 제기됩니다. 또 다른 접근 방식은 메탄 열분해로, 메탄을 열분해하여 CNT를 포함한 수소와 고체 탄소로 분해하는 방식입니다. 이 방법은 폐메탄을 사용하여 탄소 배출을 차단하는 것을 목표로 하는 CarbonMeta Technologies 및 Huntsman과 같은 회사에서 연구하고 있습니다.
CNT의 합성은 생산 공정뿐만 아니라 기능화, 정제, 분리 및 통합에 대한 중요한 고려 사항도 포함됩니다. 이러한 후처리 단계는 다양한 산업 분야에서 CNT를 성공적으로 적용하는 데 매우 중요합니다. 이 분야의 연구에는 다양한 유형의 CNT(다벽, 소수벽, 단일벽)의 특성 벤치마킹과 시장 성공에 필수적인 분산 기술의 발전이 포함됩니다.
플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)과 같은 CNT 생산 기술의 발전으로 더 낮은 온도에서 직경과 정렬을 더 잘 제어하면서 CNT를 성장시킬 수 있게 되었습니다. PECVD는 플라즈마 화학, 전기장 효과, 표면 화학 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 CNT의 성장 특성에 영향을 미치는 복잡한 방법입니다.
요약하면, CNT 제조 기술은 레이저 제거 및 아크 방전과 같은 기본적인 방법에서 CVD 및 PECVD와 같은 보다 정교한 공정으로 발전해 왔습니다. 업계는 또한 CNT 생산을 위한 친환경 및 폐기물 공급 원료를 탐색함으로써 지속 가능한 관행을 향해 나아가고 있습니다. CNT 애플리케이션의 성공 여부는 생산 기술뿐만 아니라 후속 처리 및 통합 기술에 크게 좌우됩니다.
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