การสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ด้วยการใช้ความร้อนจากแสงอินฟราเรด
การสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์นั้นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิในบริเวณที่มีความร้อนสูงอย่างแม่นยำ เพื่อกระตุ้นกระบวนการ CVD มาเป็นเวลานานแล้วที่ผู้คนใช้เตาอบแบบดั้งเดิม แต่ตอนนี้เราเปลี่ยนมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดแทน ทำไมล่ะ? เพราะการใช้พลังงานเพื่อทำให้อากาศรอบๆ ร้อนขึ้นเพียงเพื่อให้บริเวณเล็กๆ ร้อนขึ้นนั้นเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน
จุดที่สำคัญที่สุด
การสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ต้องมีการเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว และต้องมีการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ นี่คือจุดที่หลอดไฟอินฟราเรดมีประโยชน์มาก เพราะแสงอินฟราเรดจะถูกส่งตรงไปยังวัสดุที่ใช้ในการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์โดยตรง ทำให้ประหยัดพลังงาน คุณไม่จำเป็นต้องเสียเงินไปกับการทำให้อากาศร้อนขึ้น แต่เป็นการทำให้วัสดุร้อนขึ้นแทน ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานต่อแผ่นวัสดุได้ และทำให้กระบวนการผลิตมีความยั่งยืนมากขึ้น
อุปกรณ์ที่เราใช้
เราใช้หลอดไฟควอตซ์คลื่นสั้น เพราะคลื่นสั้นสามารถซึมเข้าไปในวัสดุที่ใช้ในการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ได้เร็วกว่าคลื่นกลางหรือคลื่นยาว เราใช้หลอดไฟที่มีกำลังสูงเพื่อให้อุณหภูมิอยู่ที่ 700°C ถึง 1000°C ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์
ข้อเสียของการใช้หลอดไฟอินฟราเรด
อุปกรณ์นี้มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับเตาอบแบบดั้งเดิม ดังนั้นจึงสามารถทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที ซึ่งเป็นข้อดีอย่างมากสำหรับกระบวนการผลิต แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน นั่นคือความร้อนจะมีทิศทางที่ชัดเจน หากหลอดไฟอยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ก็จะมีบริเวณที่อุณหภูมิต่ำลง ซึ่งจะทำให้การสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงต้องมีการควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง และต้องมีการป้องกันความร้อนด้วย หากไม่มีการป้องกัน ความร้อนจะทำลายสายสัญญาณได้ และทำให้ข้อมูลที่ได้ไม่แม่นยำ