Để mở rộng khả năng ứng dụng của CNTs trong các lĩnh vực khác nhau, CNTs thường được định hình dạng hạt hoặc dạng tấm. Việc định hình CNTs sẽ làm cho quá trình thu hồi vật liệu CNTs sau ứng dụng trở nên dễ dàng hơn, đồng thời, hạn chế được những nguy cơ gây ra cho con người do kích thước nano của loại vật liệu này. Thông thường, quá trình này sử dụng các tác nhân kết dính dạng hữu cơ. Sau khi xử lý nhiệt trong môi trường không có không khí, các tác nhân này thường bị phân hủy, tạo ra sản phẩm dễ bay hơi và/hoặc carbon (C). Lượng C này sẽ còn lại trên bề mặt của vật liệu CNTs. Vì vậy, trong đề tài này, vật liệu CNTs sau khi định hình được gọi là vật liệu C-CNTs.
Các phương pháp định hình dạng hạt bao gồm: phương pháp gel hóa dị thể, phương pháp sử dụng tác nhân kết dính.
Gel hóa dị thể
CNTs được phân tán đều trong chất gel hóa, thường là alginate natri, nhờ siêu âm, tạo dung dịch huyền phù, có độ nhớt thích hợp. Sau đó, nhỏ từng giọt hỗn hợp huyền phù vào trong dung dịch CaCl2 bão hòa. Quá trình gel hóa xảy ra nhanh chóng tạo lớp màng bao bọc các giọt huyền phù. Tiến hành nung để phân hủy hoàn toàn chất gel hóa sẽ thu được sản phẩm là các hạt cầu CNTs.
Đây là phương pháp định hình khá đơn giản, có nhiều ưu việt, sản phẩm tạo ra có độ tinh khiết cao, và đồng đều, các tính chất được đảm bảo như CNTs dạng nguyên khai.
Sử dụng tác nhân kết dính [26 - 29]
Các chất kết dính thường được sử dụng là các polyme PS, PF, PVA. Đã có nhiều đề tài của nhiều tác giả nghiên cứu về composit trên cơ sở CNTs, tuy nhiên chỉ dừng ở mức độ xem CNTs như là tác nhân gia cường để tăng độ bền cơ cho vật liệu polyme trong đó nền polyme đóng vai trò môi trường phân tán cho CNTs, và không bị nhiệt phân sau khi định hình. Với cách làm như vậy, tính chất về diện tích bề mặt lớn của CNTs không được tận dụng một cách triệt để. Ở đây, chúng tôi sử dụng polyme giống như chất kết dính, liên kết các hạt CNTs lại với nhau. Bằng cách này không những vẫn giữ được tính chất về diện tích bề mặt lớn của CNTs mà còn tạo được dạng hình trụ hoặc hình cầu, thuận lợi hơn cho quá trình ứng dụng thực tiễn. Đối với mỗi loại nhựa khác nhau, phương pháp định hình cũng khác nhau. Với nhựa PVA, quá trình định hình được tiến hành bằng cách nhỏ từng giọt hỗn hợp đồng nhất vào một trong các dung dịch chứa ion tetraborate B(OH)4-, còn với nhựa PF và PS ở quy mô phòng thí nghiệm có thể sử dụng phương pháp vê tay.
23