Atomy węgla występujące pojedynczo w wysokich temperaturach rekombinują, tworząc sadzę, formy bezkształtne, formy kuliste - fullereny i cylindryczne - nanorurki. Generalnie opracowano trzy metody otrzymywania nanorurek. Wszystkie metody, niestety, dają mieszaninę nanorurek o różnych rozmiarach, typach skręcenia i licznych defektach.

             Kiedy w 1996r. w Rice Univwersity Richard Smalley i jego grupa badawcza opracowała relatywnie skuteczny sposób wykonywania jednościennych nanorurek, to otworzyły się nowe możliwości na szerzej zakrojone badania nad właściwościami nanorurek węglowych. W ten sposób wytwarzane nanorurki są otrzymywane przez odparowywanie atomów węgla z tarczy węglowej za pomocą impulsów laserowych w piecu przy temperaturze (Rys. 1). Kobaltowo-niklowy katalizator pozytywnie wpływa na wzrost nanorurek, przypuszczalnie ponieważ zapobiega zbyt szybkiemu powstawaniu końców w trakcie syntezy i około 70-90% węgla jest konwertowane do jednościennych nanorurek. Używając dwóch laserowych impulsów, wzrost nanorurek może odbywać się nawet dla większych objętości i przez dłuższy czas. Ta metoda powoduje też jednolite parowanie i bardziej kontrolowane warunki wzrostu. Przepływ gazu - argonu przenosi atomy węgla poza piec na chłodzony miedziany kolektor [1].

Rys. 1. Schemat aparatury do wytwarzana nanorurek metodą odparowania atomów węgla metodą impulsów laserowych [2].

             W 1992r. Thomas Ebbesen i Pulickel M. Ajayan z Laboratorium Badań Podstawowych firmy NEC w Tsukubie w Japonii opublikowali opis pierwszej metody wytwarzania makroskopowych ilości nanorurek [2]. Aktualnie stosowana metoda otrzymywania nanorurek wielościennych w łuku węglowym (Rys.2), polega na tym, iż podczas łukowego rozłodowania następuje wyparowywanie węgla, z czystego grafitu i następnie odłożenie się go na powierzchni katody. Optymalnymi warunkami dla wzrostu nanorurek są: wysokie ciśnienie we wnętrzu, stała odległość między anodą i katodą oraz napięcie między elektrodami w granicach 20V. Wnętrze oraz elektrody są skutecznie chłodzone. Generalnie tą metodą wytwarzane są rurki jedno- i wielościenne bez defektów lub z małą ich liczbą, ale o przypadkowych rozmiarach i orientacji.

Rys. 2. Schemat aparatury do wytwarzana nanorurek w łuku węglowym [3].

             Kolejnym sposobem otrzymywania węglowych rurek jest tzw. metoda CVD (chemical vapor deposition - chemiczny sposób odkładania z fazy lotnej). Jako gazu używa się substancji bogatej w węgiel, na przykład jakiegoś węglowodoru, który trafia na rozgrzany katalizator. Działanie katalizatora polega na tym, aby rozłożyć węglowodór na cząsteczki wodoru i atomy węgla, które dostarczane są dla wzrostu węglowych włókien. Metoda CVD generalnie stosuje się w celu uzyskiwania dużej ilości wielościennych nanorurek. Do tego procesu używa się jako gazu etylenu i acetylenu, zaś katalizatorem są żelazo, nikiel albo kobalt. Temperatura wzrostu jest z przedziału 500-700^oC. Średnice powstających rurek są zależne od użytego katalizatora, zaś powstające nanorurki są wielościenne i posiadają liczne defekty - to najprawdopodobniej na skutek niskich temperatur.

             W 1998r. grupa przy Uniwersytecie w Stanford zastosowała metodę CVD do uzyskiwania jednościennych nanorurek. W tej metodzie używany jest metan, jako substancja dostarczająca atomów węgla w temperaturze 900-100^oC, a katalizatorem jest proszek składający się z nano-rozmiarowych cząsteczek tlenku żelaza rozproszonego na utrzymującym go materiale wykonanego z tlenku aluminium. Te warunki stosuje się w celu uzyskiwania jednościennych nanorurek, a wysoka temperatura zapewnia dodatkowo mniejsze średnice i mniej defektów. Metodę CVD najłatwiej można zastosować do produkcji masowej ilości nanorurek. Różnorodność stosowanych węglowodorów oraz katalizatorów daje możliwość uzyskiwania różnych długości, szerokości rurek [4].


             Ogólnie można powiedzieć, iż wzrost wielościennych nanorurek nie wymaga jakiegoś katalizatora. Eksperymenty pokazują, jednakże średnica rurek ściśle związana jest z używanym katalizatorem, temperaturą oraz innymi warunkami wzrostu. Aktualnie celem badań jest uzyskanie większej kontroli nad wzrostem oraz nad średnicą uzyskiwanych nanorurek. Zaś z komercyjnego punktu widzenia metody muszą być tak opracowane, by koszta produkcji dużych ilości pożądanych nanorurek były jak najniższe.