การสังเคราะห์และการผลิต

ผู้เขียนไม่ได้มีความรู้ลึกซึ้งเพียงพอในเทคนิคของการผลิต จึงขอเป็นเพียงรวบรวมเทคนิคที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เทคนิคแรกเริ่มดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้นคือ arc discharge ซึ่งเป็นกระบวนการที่อาศัยกระแสไฟตรงขนาด 100 A และศักย์ประมาณ 20 V โดยควบคุมอุณหภูมิที่ 2000 ถึง 3000 ?C ซึ่งทำให้เกิดไอพลาสมาร้อนระหว่างขั้วคาร์บอน (2 ขั้ววางห่างกัน 2-3 mm) และเกิดการควบแน่นที่ขั้วคาโทด( เป็น water-cooled electrode) ได้ผลิตผลเป็น MWNTs ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนัก และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2-20 nm ด้วยความยาวน้อยกว่า 50 mm และถ้ามีการใช้โลหะคะตะลิสต์ร่วมด้วยจะได้เป็น MWNTs




เทคนิคอีกเทคนิคหนึ่งอาศัยแสงเลเซอร์(Pulsed-laser vaporization) ไปทำให้เป้าคาร์บอนผสมโลหะกลายเป็นไอในเตาเผาที่อุณหภูมิ 1100-1200 ?C และใช้ก๊าซเฉื่อยเช่น อาร์กอนหรือไนโตรเจนไปกวาดท่อนาโนที่ได้ออกจากเตาเผาไปหล่อเย็นที่ตัวเก็บกัก(Collector) ทองแดงด้านนอกเตาเผา เทคนิคนี้ใช้โคบอลต์และนิกเกลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้ SWNTs ที่เป็นระเบียบมากกว่าวิธีแรกแต่มีข้อเสียคือต้นทุนการผลิตสูง

ทั้งสองเทคนิคข้างต้นมีปัญหาในเรื่องของการสังเคราะห์ให้ได้ปริมาณมาก และได้CNTs ที่มีระเบียบนั้นทำได้ยาก chemical vapour deposition (CVD) เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่มีต้นทุนต่ำ โดยอาศัยการก่อรูปของท่อนาโนบนวัสดุรองรับ(substrate) เมื่อทำปฏิกิริยาของก๊าซผสมพวกไฮโดนคาร์บอน ( เช่น acetylene methane หรือ ethylene) และไนโตรเจนภายในห้องปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 600-800 ?C สำหรับการผลิต MWNTs และ 900-1200 ?C สำหรับการผลิต SWNTs ในบรรยากาศปกติ การเร่งปฏิกิริยาทำได้โดยใช้วัสดุรองรับพวกโลหะหรือโลหะออกไซด์ หรือป้อนก๊าซดังกล่าวร่วมกับโลหะคะตะลิสต์เข้าไปในห้อง ซึ่งทำให้สามารถผลิต CNTs ได้ในปริมาณมาก และสามารถควบคุมขนาดและความยาวของ CNTs ได้ง่ายโดยควบคุมอัตราการไหลของก๊าซและระยะเวลาในการเกิดปฏิกิริยา