Nanotubi in carbonio economici e di alta qualità
I nanotubi in carbonio, come suggerisce il loro nome, sono materiali carboniosi a forma di tubo con diametri sulla scala dei nanometri. Le loro pareti sono formate da fogli spessi un atomo di grafite, e si comportano come metalli o semiconduttori a seconda delle varianti strutturali. I nanotubi in carbonio a singola parete (SWNT) sono un nuovo tipo di strutture monodimensionali (1D) che stanno ricevendo un'attenzione sempre crescente. Se i dati sperimentali e la modellizzazione hanno condotto a una migliore comprensione delle caratteristiche e del comportamento degli SWNT, sono però necessarie tecniche adeguate per la fabbricazione economicamente vantaggiosa e la perfetta integrazione degli SWNT stessi nei prodotti microelettronici. Per tale motivo, i ricercatori europei hanno avviato il progetto SPANG ("Spark ablation for nanotube growth") per sviluppare metodi economici per la sintesi di SWNT di alta qualità e per la valutazione del loro utilizzo nei circuiti stampati (PCB). Per la produzione di SWNT sono disponibili numerosi metodi. Seppure relativamente economici, i metodi a deposizione di vapore chimico e ad arco di carbonio producono materiale difettoso che può influire sulle caratteristiche elettriche e meccaniche degli SWNT. I ricercatori hanno deciso di confrontare la qualità di nanotubi prodotti con tre differenti tecniche. L'ablazione laser produce lunghi SWNT praticamente esenti da difetti. Anche se si è raggiunto un buon controllo sui parametri di processo, però, la produttività è bassa e i laser sono costosi. La channel spark ablation consente un controllo e una qualità del prodotto analoghi, ma a costi inferiori. Il metodo ad arc-jet consente un controllo simile a quello dell'ablazione laser ma con l'importante vantaggio di consentire un processo continuo invece che per lotti. I ricercatori del progetto SPANG hanno confrontato gli SWNT prodotti con i tre metodi utilizzando varie tecniche, compresa la microscopia elettronica, l'assorbimento ottico e la diffrazione dei raggi X. Per facilitare il controllo di qualità, è stato effettuato un ampio lavoro di standardizzazione. Inoltre i ricercatori hanno studiato l'utilizzo di reti di nanotubi nei resistori e condensatori dei PCB. I risultati del progetto SPANG dovrebbero propiziare l'avanzamento dello stato dell'arte per quanto riguarda la fabbricazione e le applicazioni funzionali degli SWNT, agevolando così lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi elettronici.
