El estudio prueba la validez del concepto de amplificación SWNT de Smalley

Químicos de la Universidad de Rice hoy revelaron el primer método para cortar nanotubos de carbono en “semillas” y usar esas semillas para generar nuevos nanotubos. El descubrimiento ofrece esperanza de que el crecimiento en semillas pueda producir la gran cantidad de nanotubos puros necesitados para docenas de aplicaciones en materiales.

La investigación está disponible en línea y aparecerá en el próximo número del Journal of the American Chamical Society.
Como los viticultores quienes esperan que crezcan nuevos viñedos de un puñado de uvas, los químicos de Rice esperan que su nuevo método de crecimiento en semillas para nanotubos de carbono les permitirá reproducir sus mejores muestras en masa.

“Los nanotubos de carbono vienen un muchos tipos y diámetros, y nuestro objetivo es tomar una muestra pura de sólo un tipo y duplicarla en grandes cantidades,” dijo James Tour, director del Laboratorio de Nanotecnología de Carbono de Rice (CNL). “Hemos mostrado que el concepto puede funcionar.”

El autor principal del estudio, fundador del CNL y pionero en nanotubos, Richard Smalley, murió en Octubre de 2005 luego de una larga batalla contra la Leucemia. Tour dijo que Smalley dedicó una enorme cantidad de tiempo y energía a la investigación de la amplificación del crecimiento de nanotubos en semilla en los últimos dos años de su vida.

“Rick esperaba usar la nanotecnología para resolver los problemas energéticos del mundo, y el sabía que necesitábamos encontrar un modo de crear grandes cantidades de nanotubos puros de un tipo particular para re-conectar grillas de energía y hacer que la energía eléctrica está disponible en todos lados para las necesidades futuras,” dijo Tour. “Rick tenía un modo de hacer que las cosas sucedieran, y por seis meses durante 2004, no hubo menos de 50 investigadores en los cuatro laboratorios de Rice dedicando su esfuerzo para resolver este problema. No tenía precedentes, y dio sus frutos.”

Primero descubiertos hace 15 años, nanotubos de una única pared de carbono (SWNT) son moléculas de carbono puro con muchas propiedades únicas. Más pequeñas en diámetro que un virus, los nanotubos son 100 veces más fuertes que el acero, pesan un sexto como mucho y se encuentran entre los mejores conductores y semi-conductores del mundo. Smalley, quien dedicó los últimos 10 años de su carrera al estudio de los SWNT, fue pionero en el método de producción en masa de los nanotubos y en muchas de las técnicas que los investigadores usan para estudiarlos.

Hay docenas de tipos de SWNT, cada uno con un arreglo atómico característico. Estas variaciones, aunque sutiles, pueden llevar a propiedades drásticamente diferentes. Algunos nanotubos con como metales, y otros son semiconductores. Mientras los científicos de materiales están ansiosos para usar los SWNT en todo desde chips de computadoras del tamaño de bacterias hasta elevadores espaciales geoestacionarios, la mayor parte de las aplicaciones requieren componentes puros. Dado que todos los método de producción de nanotubos, incluyendo el sistema de escala industrial que Smalley inventó en los 90s, crean una variedad de 80 tipo diferentes, el desafío de fabricar cantidades masivas de nanotubos puros – al que Smalley se refiere como “aplificación SWNT” – es uno de los mayores, aún no alcanzados, objetivos de la nanociencia.

“Rick tuvo la visión de un sistema revolucionario como el PCR (“polymerase Chain reaction”,) donde muestras muy pequeñas pueden ser amplificadas exponencialmente,” dijo Tour. “Todavía no llegamos. Nuestra demostración involucra nanotubos únicos, y nuestros niveles de producción son todavía muy bajos, pero el camino del crecimiento amplificado está demostrado.”

Las semillas de nanotubos tienen 200 nanómetros de largo y 1 nanómetro de ancho. Luego de cortar, las semillas sufren una serie de modificaciones químicas. Pedazos de hierro fueron pegados a cada extremo, y un envolvimiento de polímero fue agregado para permitir a las semillas pegarse a una pieza suave de óxido de silicona. Luego de sacar el polímero y las impurezas, las semillas fueron colocadas dentro de un horno con presión controlada lleno de gas etileno. Con el hierro actuando como un catalizador, la semillas crecieron espontáneamente desde ambos extremos, creciendo hasta más de 30 veces su longitud inicial.

Tour, dijo que el equipo de CNL debe todavía probar que el crecimiento tiene la misma arquitectura atómica – conocida como quiralidad – de las semilla. Sin embargo, dijo que el crecimiento tiene el mismo diámetro que la semilla original, lo que sugiere que la metodología es satisfactoria.

Fuente: Eurekalert

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