Een nieuwe technologie, is ontwikkeld om nanomaterialen in ons dagelijks leven te analyseren met behulp van gewoon 'zout'. Hierdoor kunnen verschillende moleculen - tot honderden keren - de signalen versterken die ze produceren als reactie op licht, waardoor ze zeer bruikbaar zijn voor onderzoek naar nanomaterialen.

Een onderzoeksteam, onder leiding van professor Chang Young Lee aan de School of Energy and Chemical Engineering van UNIST heeft een nieuwe technologie geïntroduceerd, waardoor koolstofnanobuisjes (CNT's) gemakkelijk kunnen worden waargenomen bij kamertemperatuur. De coating van het CNT-oppervlak met zoutkristallen maakt directe observatie van de vorm- en positieveranderingen van CNT's mogelijk. Hun bevindingen onthulden ook dat zoutkristallen gemaakt op CNT's kunnen dienen als een lens waardoor nanomaterialen kunnen worden waargenomen.

Koolstof nanobuisjes (CNT's), dat zijn buisachtige materialen gemaakt van koolstofatomen die zijn verbonden in zeshoekige vormen, hebben onlangs veel aandacht getrokken vanwege hun unieke optische, mechanisch, en elektrische eigenschappen. Echter, individuele koolstofnanobuisjes zijn moeilijk waar te nemen met een algemene optische microscoop vanwege hun extreem kleine formaat. Hoewel deze objecten op zeer fijne schaal kunnen worden onderzocht via de elektronenmicroscoop die gebruik maakt van een elektronenbundel of atomaire krachtmicroscopie (AFM) die kracht gebruikt tussen individuele atomen, dergelijke methoden zijn moeilijk te gebruiken en beperken het waarneembare gebied.

Het team overwon deze beperkingen door zouten te gebruiken die vaak in het milieu worden aangetroffen. Wanneer zout water wordt toegevoegd aan koolstofnanobuizen die in één dimensie zijn gerangschikt en een elektrisch veld wordt aangelegd, zoutionen bewegen langs het buitenoppervlak van de koolstofnanobuis om zoutkristallen te vormen. Met deze zoutkristallen - 'kleding' - kunnen koolstofnanobuisjes die over een groot gebied zijn verdeeld, worden waargenomen met alleen de optische microscoop die gewoonlijk in laboratoria wordt gebruikt. Zoutkristallen lossen goed op in water, die de koolstofnanobuisjes niet beschadigt, en stabiel zijn voordat ze worden uitgewassen, zodat ze semi-permanent kunnen worden gevisualiseerd.

Het team ontdekte ook dat zoutkristallen gevormd op koolstofnanobuisjes de optische signalen van de nanobuisjes honderden keren kunnen versterken. Normaal gesproken, wanneer licht wordt ontvangen, interne moleculen interageren met lichtenergie om nieuwe signalen uit te zenden, of optische signalen. Het versterken en analyseren van dit signaal onthult de eigenschappen van het materiaal, met zoutkristallen die fungeren als een "lens" om het optische signaal te versterken. In feite, het team gebruikte de 'zoutlens' om gemakkelijk de elektrische eigenschappen en diameters van koolstofnanobuisjes te achterhalen.

"De mate van optische signaalversterking kan worden geregeld door de brekingsindex te wijzigen op basis van het type zout en de vorm en grootte van de zoutkristallen, " zegt Yun-Tae Kim van de School of Energy and Checmial Engineering aan UNIST, de eerste auteur van de studie.

Het team ging nog een stap verder door met behulp van een 'zoutlens' sporen van glucose- en ureummoleculen door het buitenoppervlak van de koolstofnanobuisjes te bewegen en te detecteren. De zoutlens die op het buitenoppervlak van de koolstofnanobuisjes is gevormd, versterkt het optische signaal om een ​​molecuul te vinden dat één mol (M) van honderd diameters bevat.

"De sleutel tot deze technologie is het vermogen om fysieke eigenschappen in realtime te meten zonder nanomaterialen te beschadigen bij normale temperaturen en drukken, " zegt professor Lee. "Onze bevindingen zouden breder kunnen worden toegepast op onderzoek naar nanomaterialen en nanofenomenen."