Migliorare i metodi per la produzione dei nanotubi di carbonio
La produzione dei nanotubi di carbonio richiede l’uso del calore. Se la temperatura non viene regolata correttamente, i catalizzatori non funzionano e l’intera produzione diventa inutile. Per molto tempo abbiamo utilizzato forni tradizionali, ma ora li abbiamo sostituiti con sistemi a radiazioni infrarosse a breve lunghezza d’onda. È un metodo più efficiente, che permette di ridurre notevolmente l’energia necessaria per la produzione.
Perché le radiazioni infrarosse sono la soluzione ideale
I forni tradizionali riscaldano l’aria, che a sua volta riscalda il materiale su cui avviene la reazione chimica. Si tratta di una grande spreco di energia. Le radiazioni infrarosse, invece, agiscono direttamente sul materiale da riscaldare. Il processo è molto veloce: si possono raggiungere temperature elevate in pochi secondi. Inoltre, si ottiene un profilo termico più preciso, il che rende il processo di produzione più efficiente.
Un aspetto importante da considerare
Poiché cerchiamo di accelerare i cicli di produzione, il consumo di energia può aumentare notevolmente. È quindi necessario assicurarsi che le unità di alimentazione siano in grado di gestire tale carico, altrimenti si rischiano cortocircuiti continui.
Gli strumenti utilizzati
Per questa applicazione utilizziamo emettitori a base di quarzo e cloro. Il quarzo è particolarmente adatto, poiché non si deforma quando le temperature aumentano notevolmente. Inoltre, il sistema a cloro previene l’usura prematura dei filamenti. Di solito utilizziamo connettori tipo R7 o Sk15: sono affidabili e si adattano facilmente alle strutture standard per radiazioni infrarosse.
Possibili miglioramenti
È possibile rivestire gli emettitori per modificare la distribuzione della luce. Utilizzando un rivestimento selezionato, possiamo indirizzare l’energia esattamente verso lo strato del catalizzatore presente sul wafer. In questo modo, i componenti circostanti non assorbono calore inutilmente.
La realtà
Passare alle radiazioni infrarosse rappresenta sicuramente un vantaggio per il pianeta, poiché si consumano molte meno energie per produrre ogni wafer. È un metodo più pulito per gestire la produzione. Tuttavia, non è perfetto: le radiazioni infrarosse richiedono una linea di visuale perfetta. Se il wafer è leggermente irregolare o la lampada è posizionata a pochi millimetri di distanza, si creano zone fredde. Questo comporta variazioni nella velocità di crescita dei nanotubi, causando problemi. Per evitare questo, è necessario utilizzare supporti solidi per mantenere tutto in posizione.