
如何确保碳纳米管制造过程的清洁性
如果你曾经在100级洁净室中工作过,就明白其中的重要性了。哪怕有一粒微小的灰尘或颗粒存在,整批碳纳米管都会被毁掉。这真是令人沮丧。
问题往往出在加热元件上。大多数加热元件都存在缺陷——它们会剥落、碎裂,或者在你需要其保持稳定状态时释放出气体。为了解决这个问题,我们选择了高纯度的石英红外灯。这样的灯不会产生任何杂质或碎片,能够提供纯净的热量。
秘诀就在于石英材料本身。
大多数工业用灯使用的石英材料会在受热后会释放离子或气体。但我们的灯则使用的是杂质含量极低的熔融石英。可以把石英外壳看作一个“保险箱”,它可以将钨丝与外界环境隔离开来,从而避免任何物质进入生长室。
将热量精确地传递到需要所在的位置。
在培育碳纳米管时,关键在于控制温度的上升速度。不能让整个房间都充满热量。我们的灯使用高强度的短波红外光,这样就能快速达到目标温度,同时热量也会集中在基底上。这样一来,就不必浪费能量去加热周围的空气,而是直接用来加热基底本身。
不过需要注意的是:这类灯属于特殊器件,因为它们需要承受极高的温度,所以无法承受突然的温差变化。如果使用液体冷却方式或让温度骤降,这些灯就可能会破裂。因此,务必确保PID控制器能够实现缓慢的降温过程。
没有胶水,没有杂质,没有意外情况。
我们去除了所有不必要的成分——没有粘合剂,也没有会燃烧并污染空气的有机涂层。我们改用机械密封件和高级合金材料。这样一来,当这些灯被接入电路后,其输出功率就能保持稳定。这才是最重要的。这意味着基底上的催化剂颗粒可以均匀地被激活,不会出现“热点”现象,也不会有异常的管径,更不会形成无定形的碳沉淀物。只有纯净且稳定的生长过程而已。