سنتز نانو لوله‌های کربنی
انواع روش‌های سنتز نانولوله‌های کربنی > انباشت شیمیایی بخار (CVD)

انباشت فاز بخار کاتالیزوری کربن در سال 1952 و ۱۹۵۹ گزارش شد اما در سال 1993 نانولوله‌های کربنی با این فرایند ایجاد شدند. در سال ۲۰۰۷، محققان دانشگاه سین سیناتی (UC) فرایندی را برای رشد آرایه‌های نانولوله کربنی همسو با طول ۱۸ میلی‌متر بر روی سیستم رشد نانولوله‌های کربنی FirstNano ET3000 ایجاد کردند.
در طول روش CVD، یک بستر با لایه ای از ذرات کاتالیزور فلزی، معمولاً نیکل، کبالت، آهن یا ترکیبی از آن‌ها فراهم می‌شود. نانوذرات فلز همچنین می‌تواند با روش‌های دیگری تولید شوند، از جمله احیا اکسیدها یا اکسید محلول جامد. قطر نانولوله‌های ایجاد شده به اندازه ذرات فلز وابسته است. این را می‌توان با الگوی رسوب فلز یا بازپخت یا قلم زنی لایه فلز با پلاسما کنترل کرد. لایه بستر تقریباً تا دمای ۷۰۰ درجه سانتی گراد گرم می‌شود برای ایجاد نانولوله‌ها، دو گاز در راکتور تزریق می‌شود: یک گاز فرایند (مانند آمونیاک، نیتروژن یا هیدروژن) و یک گاز حاوی کربن (مانند استیلن، اتیلن، اتانول یا متان). نانولوله‌ها در محل‌های کاتالیزور فلزی ایجاد می‌شوند. گاز حاوی کربن در سطح ذرات کاتالیزور شکسته شده و کربن به لبه‌های ذره منتقل می‌شود جایی که نانولوله‌ها ایجاد می‌شوند. این سازوکار هنوز در حال مطالعه است. ذرات کاتالیزور می‌توانند در حین ایجاد نانولوله‌ها در نوک آن‌ها باقی بمانند یا بسته به چسبندگی بین ذره کاتالیزور و بستر، در پایه نانولوله باقی بمانند. تجزیه کاتالیزوری حرارتی هیدروکربن به یک موقعیت فعال تحقیقاتی تبدیل شده‌است و می‌تواند یک مسیر امیدوار کننده برای تولید عمده نانو لوله‌های کربنی باشد. راکتور با بستر سیال پرکاربردترین راکتور برای تهیه نانو لوله‌ها است. تعیین اندازه و اسکیل راکتور چالش اصلی است.
CVD گسترده‌ترین روش برای تولید نانولوله‌های کربنی است. برای این منظور، نانوذرات فلز با یک پشتیبانی از کاتالیزور مانند MgO یا Al 2 O 3 مخلوط می‌شوند تا سطح را برای بازده بیشتر واکنش کاتالیزوری مواد اولیه کربن با ذرات فلز افزایش دهند. یک مسئله در این مسیر سنتز، حذف پشتیبان کاتالیزور از طریق یک عملیات اسیدی است، که گاهی اوقات می‌تواند ساختار اصلی نانولوله‌های کربنی را از بین ببرد. به این دلیل، ثابت شده‌است که کاتالیزورهای پشتیبانی کننده محلول در آب برای رشد نانولوله‌ها مؤثر تر هستند.
اگر با استفاده از یک میدان الکتریکی قوی در حین ایجاد پلاسما (انباشت شیمیایی بخار با افزایش پلاسما) استفاده شود، رشد نانولوله از جهت میدان الکتریکی پیروی خواهد کرد. با تنظیم هندسه راکتور می‌توان نانولوله‌های کربنی هم راستا عمودی (یعنی عمود بر لایه) سنتز کرد. مورفولوژی که مورد توجه محققان علاقه‌مند به انتشار الکترون از نانولوله‌ها قرار گرفته‌است. بدون پلاسما، نانولوله‌های حاصل اغلب به‌طور تصادفی جهت‌گیری می‌شوند. تحت شرایط واکنش خاص، حتی در صورت عدم وجود یک پلاسما، نانولوله‌های با فاصله نزدیک جهت رشد عمودی را حفظ می‌کنند و در نتیجه مجموعه ای متراکم از لوله‌ها شبیه فرش یا جنگل است.
از بین روشهای مختلف برای سنتز نانولوله، CVD بیشترین سهم را در مقیاس صنعتی دارد، به دلیل نسبت قیمت به واحد آن، و به دلیل اینکه CVD قادر است نانولوله‌ها را مستقیماً روی یک بستر مورد نظر رشد دهد، در حالی که نانولوله‌ها باید در روش‌های دیگر سنتز جمع‌آوری شوند. محل مکانهایی که نانو لوله در آن‌ها جمع‌آوری می‌شوند با انباشت دقیق کاتالیزور قابل کنترل هستند. در سال ۲۰۰۷، تیمی از دانشگاه میجو یک روش CVD با کارایی بالا برای رشد نانولوله‌های کربنی از کافور را ارائه کردند. محققان دانشگاه رایس، تا همین اواخر به لیدری ریچارد اسمالی، بر یافتن روشهایی برای تولید مقادیر زیاد و خالص از انواع خاص نانولوله متمرکز شده‌اند. رویکرد آنها باعث رشد الیاف طولانی از بسیاری از دانه‌های کوچک جدا شده از یک نانولوله می‌شود. مشخص شد که همه الیاف حاصل از قطر یکسانی با نانولوله اصلی هستند و انتظار می‌رود از همان نوع نانولوله اصلی باشند.