ಇಂಗಾಲದ_ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌
ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD)
thumb|ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ವರ್ಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯ ರೀತ್ಯಾ ಬೆಳೆಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳು ಇಂಗಾಲದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಆವಿ ಹಂತ ಶೇಖರಣೆಯು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1959ರಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾಯಿತು. ಆದರೆ, ಬಹಳ ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ 1993ರಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಉತ್ಪಾದನೆಯಾದವು. 2007ರಲ್ಲಿ ಸಿನ್ಸಿನ್ನಾಟಿ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ (UC) ಸಂಶೋಧಕರು ಒಂದು ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಫಸ್ಟ್‌ನ್ಯಾನೊ ET3000 ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದರ ಮೇಲೆ ಸರಿಯಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ 18ಮಿಮೀ ಉದ್ದನೆಯ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳಿಸುವುದು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿತ್ತು. CVD ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ನಿಕೆಲ್‌, ಕೊಬಾಲ್ಟ್‌, ಕಬ್ಬಿಣ ಅಥವಾ ಇವುಗಳ ಸಮ್ಮಿಶ್ರಣದಂಥ ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣಗಳ ಪದರಗಳೊಂದಿಗೆ ತಲವೊಂದನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ಅಥವಾ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಘನ ದ್ರಾವಣಗಳ ಹ್ರಾಸನ ಸೇರಿದಂತೆ ಲೋಹ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲೂ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳಿಸಬೇಕಾದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಸಗಳು ಲೋಹ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಲೋಹದ ವಿನ್ಯಾಸರೀತ್ಯಾ (ಅಥವಾ ಮುಚ್ಚಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿನ) ಶೇಖರಣೆ, ಹದಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಅಥವಾ ಲೋಹ ಪದರವೊಂದರ ಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಮಾ ಕೆತ್ತುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ತಲವನ್ನು ಸುಮಾರು 700 °C ತನಕ ಕಾಯಿಸಲಾಗುವುದು. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಚಾಲನೆ ನೀಡಲು, ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನೊಳಗೆ ಎರಡು ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಹರಿಸಲಾಗುವುದು: ಅಮೋನಿಯಾ, ಸಾರಜನಕ ಅಥವಾ ಜಲಜನಕದಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಅನಿಲಗಳು, ಹಾಗೂ, ಅಸಿಟಿಲೀನ್‌, ಎಥಿಲೀನ್‌, ಎಥನಾಲ್‌ ಅಥವಾ ಮೀಥೇನ್‌ ನಂತಹ ಇಂಗಾಲವುಳ್ಳ ಅನಿಲಗಳು. ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕವಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲವುಳ್ಳ ಅನಿಲವನ್ನು ಮುರಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಕಣದ ಬದಿಗಳಿಗೆ ರವಾನಿಸಲಾಗಿ ಅಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣಗಳು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಾಗುತ್ತಿರುವ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ತುದಿಯಲ್ಲಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಆಧಾರದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯಬಹುದು. ಇದು ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣ ಮತ್ತು ತಲದ ನಡುವೆ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ CVD ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಲೋಹ ಕಣಗಳೊಂದಿಗಿನ ಇಂಗಾಲದ ಪೂರಕವಸ್ತುಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಪಡೆಯುವುದಕ್ಕಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, MgO ಅಥವಾ Al2O3ನಂಥ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಬೆಂಬಲದೊಂದಿಗೆ ಲೋಹೀಯ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಲಾಗುವುದು. ಈ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ಒಂದು ಆಮ್ಲದ ಉಪಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ತೆಗೆಯಲಾಗುವುದರಿಂದ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ಮೂಲ ರಚನೆಗಳು ಹಾಳಾಗಬಹುದು. ಆದರೂ, ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಬಲ್ಲ ಪರ್ಯಾಯ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಬೆಂಬಲಗಳು ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯೆಂದು ಸಾಬೀತಾಗಿವೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ (ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ವರ್ಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿಶೇಖರಣೆ*) ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಬಲವಾದ ವಿದ್ಯುತ್‌ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಒಂದು ಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಮಾವು ಉತ್ಪಾದನೆಯಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್‌ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ. ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಥವಾ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಉದ್ದುದ್ದಕ್ಕೆ ನಿಲ್ಲಿಸಲಾದ (ಅರ್ಥಾತ್‌ ತಲಕ್ಕೆ ನೆಟ್ಟಗೆ ನಿಂತಿರುವ) ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಂದ ಬರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಸೂಸುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಈ ವಿನ್ಯಾಸವು ಆಸಕ್ತಿ ಮೂಡಿಸಿದೆ. ಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಮಾ ಇಲ್ಲದೆ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಆಗಾಗ್ಗೆ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಕೆಲವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯಾಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಮಾವೊಂದರ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಸಹ, ಕಡಿಮೆ ಅಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ನೆಟ್ಟಗಿನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ದಿಶೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಜಮಖಾನೆ ಅಥವಾ ಅಡವಿಯಂತೆ ಕಾಣುವ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ದಟ್ಟ ಶ್ರೇಣಿಯು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿವಿಧ ಪ್ರಕಾರಗಳಲ್ಲಿ, CVDಯ ಬೆಲೆ/ಘಟಕ ಅನುಪಾತದಿಂದಾಗಿ, ಮತ್ತು ಅಪೇಕ್ಷಿಸಿದ ತಲವೊಂದರ ಮೇಲೆ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಬೆಳೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು CVDಯು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದಾಗಿ, ಅದು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮಟ್ಟದ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭರವಸೆ ಮೂಡಿಸಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಇತರ ಬೆಳವಣಿಗೆ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಜಾಗ್ರತೆಯಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಶೇಖರಿಸುವುದರಿಂದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸ್ಥಳಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಕರ್ಪೂರದಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸುವುದಕ್ಕಾಗಿರುವ ಉತ್ತಮ-ದಕ್ಷತೆಯ CVD ಕೌಶಲವನ್ನು ಮೀಜೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ತಂಡವೊಂದು 2007ರಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು. ಇತ್ತೀಚಿನವರೆಗೂ ದಿವಂಗತ ಡಾ. ರಿಚರ್ಡ್‌‌ ಸ್ಮಾಲಿಯ ಮುಂದಾಳತ್ವದಲ್ಲಿ ರೈಸ್‌ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ, ಶುದ್ಧವಾದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಕಾರದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಿಸುವ ಕುರಿತು ಗಮನವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಸಂಶೋಧಕರ ವಿಧಾನವು, ಒಂದು ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ನಿಂದ ತುಂಡರಿಸಿದ ಹಲವು ಚಿಕ್ಕ ಕಾಳುಗಳಿಂದ ಉದ್ದದ ನಾರಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಬೆಳೆಯುವಲ್ಲಿ ಸಫಲವಾಯಿತು; ಎಲ್ಲಾ ನಾರಿನ ರಚನೆಗಳು ಮೂಲ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ನದೇ ವ್ಯಾಸದ ಅಳತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದವು ಮತ್ತು ಅವು ಮೂಲ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ನ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರಬೇಕೆಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಸಲಾದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಉದ್ದದಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಸುಧಾರಣೆಗಳು ಬೇಕಾಗಿವೆ. ನ್ಯಾನೊಲ್ಯಾಬ್‌, ಬೇಯರ್‌, ಅರ್ಕೆಮಾ, ನ್ಯಾನೊಸಿಲ್‌, ನ್ಯಾನೊಥಿಂಕ್ಸ್‌, ಹೈಪರಿಯೊನ್‌ ಕೆಟಲಿಸಿಸ್‌, ಮಿಟ್ಸುಯಿ ಮತ್ತು ಶೋವಾ ಡೆಂಕೊ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಕಂಪನಿಗಳು ಟನ್‌ಗಳ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಹುಗೋಡೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ CVD ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.