Come sfruttare al massimo il calore per la produzione di nanotubi di carbonio
Quando si producono nanotubi di carbonio, la temperatura è fondamentale. Ma ecco il problema: se si riscalda semplicemente il substrato, permettendo che l’energia vada sprecata sulle pareti della camera, in pratica si sta buttando via dei soldi.
Ecco perché utilizziamo riflettori rivestiti d’oro. Vogliamo che ogni briciola di energia infrarossa venga assorbita dal substrato, e non dalle pareti.
Perché l’oro?
Si usano spesso riflettori in alluminio lucidato. È una soluzione comune, ma l’alluminio assorbe troppa energia. L’oro invece è diverso: non si tratta di rendere la macchina più bella, ma piuttosto di sfruttare le proprietà fisiche legate alla riflessione della luce. Una superficie d’oro rimanda direttamente l’energia irradiata verso il substrato. In questo modo si ottiene una densità termica molto maggiore, senza dover aumentare la potenza fornita dall’alimentatore elettrico. È semplicemente più efficiente.
Gestire le zone fredde
Non si tratta solo del materiale, ma anche della forma dei riflettori. Li facciamo curvare per concentrare l’energia. Se la distribuzione dell’energia non è uniforme, si creano delle zone fredde. E queste zone fredde causano una crescita irregolare dei nanotubi di carbonio. Si vedono quindi aree con alta densità di nanotubi e altre praticamente vuote. Non è certo ideale.
C’è però un problema: l’oro è costoso, e lo strato di rivestimento è estremamente sottile. Bisogna fare attenzione: se si utilizza uno strumento abrasivo per pulire la superficie, si rischia di graffiarla. Una volta graffiata, l’energia si disperde, riducendo l’efficienza del sistema. Bisogna trattarla con cura.
In sintesi
Quando si procede all’installazione, bisogna tenere conto della potenza “effettiva” utilizzata. Poiché la radiazione è così concentrata, una sorgente da 1 kW può effettivamente produrre una temperatura sulla superficie paragonabile a quella di una sorgente da 1,5 kW. È un grande vantaggio. Tuttavia, bisogna regolare i controller PID in modo appropriato. Se non si tiene conto di questa efficienza aggiuntiva, si rischia di superare la temperatura desiderata e di danneggiare il substrato.