Chiếu tia laser công suất lớn vào graphit làm cho graphit bốc bay và gia công nhiệt tiếp theo có thể thu được những thanh có đường kính cỡ 10-20 nm và dài đến hàng trăm micromet. Mỗi thanh như vậy là bó ống nanocarbon.
3.5.3. Phương pháp kết tụ hơi hóa học CVD (Chemical Vapour Deposition)
Đây là phương pháp có triển vọng nhất để sản xuất CNTs và CNFs nhờ chi phí sản xuất thấp và hiệu suất cao.
Trong quá trình phát triển bằng phương pháp CVD có kéo theo sự đốt nóng vật liệu xúc tác ở nhiệt độ cao (500 ÷ 1000°C) trong một lò ống, sử dụng một loại hydrocarbon (người ta có thể dùng CH4, C2H2, C2H4, hoặc C6H6, trong một hỗn hợp với H2, khí trơ) qua một thiết bị phản ứng loại ống đường kính 30 mm và chiều dài 1000 mm ở điều kiện nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian. Dòng khí H2 với lưu lượng dòng 200ml/phút. Dòng khí trơ được dùng là Ar để làm mát thiết bị phản ứng.
Cơ chế cơ bản của quá trình này là sự tách ra những phân tử hydrocarbon đã được xúc tác bởi những kim loại chuyển tiếp Fe, Ni, Co… Theo sơ đồ sau:
x y
y
C H xC H
2
→ + 2
Sự kết tủa carbon trên những hạt kim loại dẫn đến sự hình thành các ống carbon trong dạng cấu trúc sp2. Đặc điểm của các vật liệu nano carbon sản xuất bằng quá trình CVD phụ thuộc vào điều kiện làm việc như là nhiệt độ, áp suất vận hành, thể tích, nồng
độ của CH4, kích thước quá trình xử lí ban đầu của chất xúc tác kim loại và thời gian phản ứng.
Để loại trừ tạp chất hình thành suốt quá trình như graphite, carbon vô định hình, fullerenes, than đá và bụi kim loại xúc tác, cần thiết phải có quá trình làm sạch. Sự làm sạch này đạt được bởi quá trình oxy hóa trong pha khí, pha lỏng, xử lí acid, lọc tạp chất, xử lí nhiệt và qua phương pháp siêu âm.
3.5.4. Phương pháp cơ nhiệt (nghiền bi và nung)
Đổ bột graphite vào máy nghiền, khi nghiền, các hòn bi lăn và rơi xuống làm cho bột ngày càng mịn, đồng thời thổi khí trơ vào bình. Đưa bột than nghiền mịn vào lò để ủ nhiệt trong thời gian lâu, các ống nanocarbon có thể tự hình thành. Để tạo được nhiều ống nanocarbon chất lượng tốt, thường phải dùng thêm xúc tác, thí dụ hạt Co hoặc hạt Fe.
Như vậy, có nhiều cách chế tạo ống nanocarbon, trong đó có những cách không đòi hỏi nguyên vật liệu ban đầu quá cao cấp và thiết bị chế tạo quá phức tạp, đắt tiền. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra hiện nay là chế tạo ra để đáp ứng yêu cầu kinh tế, kỹ thuật nào. Ta đã thấy có nhiều loại ống nanocarbon, mỗi loại có những tính chất vật lý nhất định. Có những yêu cầu kỹ thuật không đòi hỏi ống nanocarbon phải có tính chất điện như thế nào mà chủ yếu là tính chất cơ, tính chất xốp, thí dụ ống nanocarbon để làm vật liệu composit, để làm vật liệu chứa hyđrô. Lại có những yêu cầu kỹ thuật phải có ống nanocarbon cùng loại, cùng độ dài, thí dụ dùng làm nguồn phát điện tử, làm linh kiện... Vì vậy, có khi giá trị một kilôgam ống nanocarbon bằng giá mười kilôgam vàng, có khi giá một kilôgam ống nanocarbon chỉ vài chục đôla.