Vervaardiging van langere, dunner, en niet-verontreinigde koolstofnanobuisjes, en ze succesvol te isoleren, zijn voortdurende uitdagingen voor onderzoekers. Een nieuw ontwikkelde methode heeft nieuwe mogelijkheden geopend voor de ontwikkeling van koolstofnanobuisjes.

Zoals onlangs gemeld in een artikel dat online is gepubliceerd op: Wetenschappelijke rapporten , onderzoekers van de afdeling Toegepaste Chemie van Kyushu University hebben een methode ontwikkeld om hoogwaardige enkelwandige koolstofnanobuisjes te verkrijgen. Het relatief milde proces gebruikt een externe stimulus om onbeschadigde koolstofnanobuisjes op te leveren die zuiverder en langer zijn, en geeft onderzoekers zelfs de mogelijkheid om nanobuisjes te sorteren op basis van hun structuur en lengte.

Eerdere benaderingen voor het isoleren of sorteren van nanobuisjes vereisten het gebruik van agressievere technieken. Deze kunnen de nanobuisjes verontreinigen en zijn moeilijk volledig te verwijderen. Het gaat ook om processen die de nanobuisjes kunnen beschadigen en hun functionaliteit kunnen aantasten.

"Onze aanpak omvat de introductie van supramoleculaire waterstofbindende polymeren, gevolgd door simpelweg het mengsel te schudden en de polariteit van het oplosmiddel te veranderen, in plaats van potentieel destructieve sonicatie of chemische modificatie toe te passen, ", zegt coauteur Naotoshi Nakashima. "Op deze manier, we kunnen enkelwandige koolstofnanobuizen van meer dan twee micron lang verkrijgen die uitstekend werk leveren met behoud van structurele integriteit."

De nieuwe techniek is bijzonder nuttig vanwege de mildheid en selectiviteit van de nieuw ontworpen waterstofbindende polymeren die worden gebruikt. De aanwezigheid van fluoreengroepen daarin maakt de specifieke herkenning van en binding aan enkelwandige koolstofnanobuisjes mogelijk, en specifieke sortering van buizen met een kleine diameter. Dit is met name gunstig omdat nanobuisjes met een kleine diameter buitengewoon nuttig zijn voor opto-elektronische apparaten, zoals dunnefilmtransistoren en sensoren.

"Van de nanobuisjes die we met deze methode kunnen verkrijgen, kan worden verwacht dat ze superieure eigenschappen hebben dan die welke door eerdere procedures zijn geïsoleerd, ", zegt coauteur Fumiyuki Toshimitsu (bezoekend assistent-professor). "Bijvoorbeeld, door besmetting te beperken, hun elektrische en mechanische eigenschappen kunnen worden geoptimaliseerd. En door nanobuisjes te kunnen sorteren op lengte of chiraliteit, we kunnen die voor een bepaalde toepassing nauwkeuriger aanpassen."