De roerstaafjes die room in je koffie mengen, maken waarschijnlijk niet veel uit voor de drank. Maar in een scheikundelab, het blijkt dat het gebruik van de verkeerde roerder de wetenschap kan vertekenen.

Wetenschappers van Rice University hebben vastgesteld dat roerstaafjes gemaakt van PTFE, beter bekend als teflon, kan fouten introduceren in een standaard laboratoriumreactie die wordt gebruikt om de eigenschappen van koolstof- of boornitride-nanobuisjes te manipuleren.

Roerstaven zijn pelletachtige staven van ferromagnetisch metaal bedekt met PTFE die op de bodem van een beker zitten en worden gedraaid door een roterend magnetisch veld. Ze maken het mogelijk om een ​​oplossing in een gesloten kolf te mengen zonder handmatig te roeren.

Het Rice-lab van Angel Martí publiceerde een artikel in het tijdschrift American Chemical Society ACS Omega waarin wordt uiteengezet wat er gebeurt als PTFE-roerstaven worden gebruikt om nanobuisjes te functionaliseren door middel van Billups-Birch-reductie, een lang gebruikte reactie, gedeeltelijk ontwikkeld door Rice Professor Emeritus of Chemistry Edward Billups, die elektronen vrijmaakt om zich aan andere atomen te binden.

Reductie wordt vaak gebruikt om nanobuisjes vatbaarder te maken voor functionalisering, het proces om ze aan te passen voor toepassingen door moleculen zoals eiwitten toe te voegen. Dat kan zo simpel zijn als het dispergeren van nanobuisjes in een chemisch bad vol met de moleculen die je wilt toevoegen. Billups-Birch is zo'n methode, een eenstapsproces dat wordt gebruikt om nanobuisjes te functionaliseren met een verscheidenheid aan moleculen, volgens de onderzoekers.

Toen ze het gebruikten om nanobuisjes boornitride te modificeren, de onderzoekers waren verrast om te zien dat hun buizen grijs werden, terwijl de PTFE-roerstaven zwart werden. Standaard thermogravimetrische analyse, meestal voldoende om bewijs van functionalisering te zien, zagen niets verkeerds, maar de onderzoekers wel.

"Daarnaast, we konden geen consistente resultaten krijgen, "Zei Martí. "Soms kregen we een zeer hoge functionalisering - of schijnbare functionalisering - en soms niet. Dat was echt vreemd."

Ze ontdekten dat het lithium in het op ammoniak gebaseerde oplosmiddel dat in de Billups-Birch-reactie werd gebruikt, reageerde met het witte PTFE uit de staven. ze zwart maken.

"Omdat koolstofnanobuisjes zwart zijn, het zou gemakkelijk zijn om te geloven dat nanobuisjes zich tijdens de reactie op de staven afzetten, ' zei Martí. 'Maar dat is niet wat er gebeurt. We ontdekten dat in Billups-Birch-omstandigheden, de PTFE reageert.

"Teflon reageert over het algemeen nergens mee, "zei hij. "Daarom wordt het gebruikt in roerstaafjes, en in kookgerei. Daarom is het ook gemakkelijk om over het hoofd te zien wat we in het lab hebben gezien."

Martí zei dat het zoeken in de literatuur niets opleverde over het vermijden van PTFE in Billups-Birch.

"Dat was vreemd, te, ' zei hij. 'Misschien weet iedereen het - maar voor het geval we besloten het probleem te onderzoeken. Daarom hebben we besloten een paper te schrijven."

De onderzoekers vermoeden dat de onverwachte reactie met teflon radicalen creëert die de efficiëntie van de reactie verminderen en die de boornitride of koolstofnanobuisjes kunnen aantasten. Ondertussen, hun snelle oplossing voor het probleem is misschien wel de eenvoudigste.

"Nu gebruiken we roerstaafjes met glascoating, " zei Martí. "Glas is volledig inert. Dat geeft ons reproduceerbaarheid en goede functionalisering."