En medio de todos los equipos sofisticados que se encuentran en un laboratorio de nanomateriales típico, uno de los más útiles puede ser el humilde horno de microondas.
Un microondas de cocina estándar demostró ser efectivo como parte de un proceso de dos pasos inventado en las universidades de Rice y Swansea para limpiar nanotubos de carbono.
Los nanotubos básicos son buenos para muchas cosas, como formar componentes microelectrónicos o fibras y compuestos conductores de electricidad; para usos más sensibles, como la administración de medicamentos y los paneles solares, deben ser tan prístinos como sea posible.
Los nanotubos se forman a partir de catalizadores metálicos en presencia de gas calentado, pero los residuos de esos catalizadores generalmente hierro a veces permanecen atrapados en y dentro de los tubos. Los restos de catalizador pueden ser difíciles de eliminar por medios físicos o químicos porque el mismo carbono-el gas cargado que se usa para fabricar los tubos permite que los átomos de carbono formen capas encapsulantes alrededor del hierro restante, lo que reduce la capacidad de eliminarlo durante la purificación.
En el nuevo proceso, el tratamiento de los tubos al aire libre en un microondas quema el carbono amorfo. Los nanotubos se pueden tratar con cloro a alta temperatura para eliminar casi todas las partículas extrañas.
El proceso fue revelado hoy en la revista de la Royal Society of Chemistry Avances RSC .
Los laboratorios de los químicos Robert Hauge, Andrew Barron y Charles Dunnill dirigieron el estudio. Barron es profesor en Rice en Houston y en la Universidad de Swansea en el Reino Unido. Rice's Hauge es pionero en técnicas de crecimiento de nanotubos. Dunnill es profesor titularen el Instituto de Investigación de Seguridad Energética en Swansea.
Barron dijo que hay muchas maneras de purificar los nanotubos, pero a un costo. "El método de cloro desarrollado por Hauge tiene la ventaja de no dañar los nanotubos, a diferencia de otros métodos", dijo. "Desafortunadamente, muchos de los catalizadores residualeslas partículas están rodeadas por una capa de carbono que detiene la reacción del cloro, y esto es un problema para fabricar nanotubos de carbono de alta pureza ".
Los investigadores reunieron imágenes de microscopio y datos de espectroscopía en lotes de nanotubos de pared simple y pared múltiple antes y después de colocarlos en el microondas en un horno de 1,000 vatios, y nuevamente después de bañarlos en un baño oxidante de gas de cloro a alta presión y calor.descubrió que una vez que las partículas de hierro estaban expuestas al microondas, era mucho más fácil hacer que reaccionaran con el cloro. Luego se eliminó el cloruro de hierro volátil resultante.
La eliminación de partículas de hierro alojadas dentro de grandes nanotubos de paredes múltiples resultó ser más difícil, pero las imágenes del microscopio electrónico de transmisión mostraron que su número, especialmente en tubos de pared simple, disminuyó considerablemente.
"Nos gustaría eliminar todo el hierro, pero para muchas aplicaciones, los residuos dentro de estos tubos son menos problemáticos que si estuvieran en la superficie", dijo Barron. "La presencia de catalizador residual en la superficie de los nanotubos de carbonopuede limitar su uso en aplicaciones biológicas o médicas "
Los coautores del estudio son Virginia Gómez, asistente de investigación posdoctoral en Swansea; Silvia Irusta, profesora de la Universidad de Zaragoza, España; y Wade Adams, profesora principal en ciencias de materiales y nanoingeniería en Rice.
Hauge es un distinguido miembro de la facultad en química y en ciencia de materiales y nanoingeniería en Rice. Barron es el Profesor Charles W. Duncan Jr.-Welch de Química y profesor de ciencia de materiales y nanoingeniería en Rice y la Cátedra Sêr Cymru de LowEnergía de carbono y medio ambiente en Swansea.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Mike Williams. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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