Te midden van alle luxe apparatuur die wordt gevonden in een typisch laboratorium voor nanomaterialen, een van de meest bruikbare kan de eenvoudige magnetron blijken te zijn.

Een standaard keukenmagnetron bleek effectief als onderdeel van een proces in twee stappen dat is uitgevonden aan de universiteiten van Rice en Swansea om koolstofnanobuisjes te reinigen.

Basic nanobuisjes zijn goed voor veel dingen, zoals het vormen tot micro-elektronische componenten of elektrisch geleidende vezels en composieten; voor gevoeliger gebruik zoals medicijnafgifte en zonnepanelen, ze moeten zo ongerept mogelijk zijn.

Nanobuisjes worden gevormd uit metaalkatalysatoren in aanwezigheid van verwarmd gas, maar restanten van die katalysatoren (meestal ijzer) blijven soms op en in de buizen zitten. De katalysatorresten kunnen moeilijk te verwijderen zijn met fysieke of chemische middelen, omdat hetzelfde met koolstof beladen gas dat wordt gebruikt om de buizen te maken koolstofatomen inkapselende lagen rond het resterende ijzer laat vormen, het verminderen van het vermogen om het te verwijderen tijdens de zuivering.

In het nieuwe proces is het behandelen van de buizen in open lucht in een magnetron verbrandt de amorfe koolstof. De nanobuisjes kunnen vervolgens worden behandeld met chloor bij hoge temperatuur om bijna alle vreemde deeltjes te verwijderen.

Het proces werd vandaag onthuld in het tijdschrift Royal Society of Chemistry RSC-vooruitgang .

De laboratoria van chemici Robert Hauge, Andrew Barron en Charles Dunnill leidden het onderzoek. Barron is professor aan Rice in Houston en aan de Swansea University in het Verenigd Koninkrijk. Rice's Hauge is een pionier op het gebied van groeitechnieken voor nanobuisjes. Dunnill is hoofddocent aan het Energy Safety Research Institute in Swansea.

Er zijn veel manieren om nanobuisjes te zuiveren, maar tegen een prijs, zei Barron. "De door Hauge ontwikkelde chloormethode heeft het voordeel dat de nanobuisjes niet worden beschadigd, in tegenstelling tot andere methoden, "zei hij. "Helaas, veel van de resterende katalysatordeeltjes zijn omgeven door een koolstoflaag die de chloorreactie verhindert, en dit is een probleem voor het maken van zeer zuivere koolstofnanobuisjes."

De onderzoekers verzamelden microscoopbeelden en spectroscopiegegevens van batches enkelwandige en meerwandige nanobuisjes voor en na ze in de magnetron te hebben gezet in een 1, 000 watt oven, en opnieuw na het baden in een oxiderend bad van chloorgas onder hoge hitte en druk. Ze ontdekten dat zodra de ijzerdeeltjes werden blootgesteld aan de magnetron, het was veel gemakkelijker om ze met chloor te laten reageren. Het resulterende vluchtige ijzerchloride werd vervolgens verwijderd.

Het elimineren van ijzerdeeltjes die vastzitten in grote meerwandige nanobuisjes bleek moeilijker, maar transmissie-elektronenmicroscoopbeelden toonden hun aantal, vooral in enkelwandige buizen, sterk te verminderen.

"We willen graag al het ijzer verwijderen, maar voor veel toepassingen residu in deze buizen is minder een probleem dan wanneer het aan de oppervlakte zou zijn, " zei Barron. "De aanwezigheid van resterende katalysator op het oppervlak van koolstofnanobuisjes kan hun gebruik in biologische of medische toepassingen beperken."

Co-auteurs van de studie zijn Virginia Gomez, postdoctoraal onderzoeksassistent bij Swansea; Silvia Irusta, een professor aan de Universiteit van Zaragoza, Spanje; en Wade Adams, een senior fellow in materiaalkunde en nano-engineering bij Rice.

Hauge is een vooraanstaande faculteitsgenoot in chemie en in materiaalkunde en nano-engineering bij Rice. Barron is de Charles W. Duncan Jr.-Welch Professor of Chemistry en een professor in materiaalkunde en nanoengineering bij Rice en de Sêr Cymru Chair of Low Carbon Energy and Environment in Swansea.