Un viejo, un poco pasado de moda, truco utilizado para purificar las muestras de proteínas en función de su afinidad por el agua ha encontrado nuevos seguidores en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), donde los científicos de materiales están utilizando para repartir soluciones de nanotubos de carbono, que separa el nanotubos metálicos de semiconductores. Dicen que es una forma rápida, fácil y barato para producir muestras de alta pureza de los nanotubos de carbono para uso en electrónica a nanoescala y muchas otras aplicaciones.
Los nanotubos de carbono se forman a partir de hojas enrolladas de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal que se asemeja tela metálica. Una de las características sorprendentes de los nanotubos es que, dependiendo de cuán la hoja se enrolla, una calidad de llamada quiralidad, el tubo resultante puede comportarse bien como un semiconductor, con diversas propiedades, o como un metal, con conductancia eléctrica hasta 10 veces mejor que el cobre. Un tema importante en la creación de productos electrónicos comercialmente viables basados en nanotubos es ser capaz de resolver eficazmente el tipo que desea.
Pensando en cómo hacer esto, dice NIST investigador Constantino Khripin, trajo a colación el tema de los bioquímicos y los llamados "extracción líquido de dos fases." "Los biólogos utilizan este para separar las proteínas, incluso virus", dice Khripin, "es una técnica antigua, que fue muy popular en los años 70, pero luego HPLC [cromatografía líquida de alto rendimiento] reemplazado muchas de esas técnicas." La gente usa HPLC a los nanotubos de carbono de partición, así, dice, pero es menos exitoso. HPLC divide cosas mediante la explotación de las diferencias en la movilidad de las moléculas deseadas, ya que viajan pequeñas columnas cargadas con pequeñas esferas, pero los nanotubos de carbono tienden a pegarse a las esferas, la reducción de rendimiento y, finalmente, la obstrucción del equipo.
El concepto de la extracción de líquido es relativamente sencillo. Usted hace una mezcla en agua de dos polímeros que ha seleccionado para ser ligeramente diferentes en su "hidrofobia", o tendencia a mezclar con agua. Añadir en la muestra de material a separar, agitar enérgicamente y esperar. Las soluciones de polímero se separan gradualmente en dos partes distintas o "fases", el uno más claro en la parte superior. Y van a llevar con ellos las moléculas en la muestra que comparten un similar grado de hidrofobicidad.
Resulta que este funciona bastante bien con nanotubos debido a las diferencias en su estructura-las formas semiconductores electrónicos, por ejemplo, son más hidrófobos que las formas metálicas. No es perfecto, por supuesto, pero algunas separaciones secuenciales termina con una muestra en la que las formas no deseadas son esencialmente indetectable.
Sea honesto. No es tan fácil. "No," de acuerdo, Khripin, "La gente intentó esto antes y no funcionó. El avance fue darse cuenta de que se necesita una diferencia muy sutil entre las dos fases. La diferencia en hydrophobity entre los nanotubos es muy pequeño, pequeño, pequeño. " Pero usted puede diseñar que con la adición cuidadosa de sales y surfactantes.
"Esta técnica utiliza unas copas y una centrífuga de sobremesa pena un par de cientos de dólares, y se tarda menos de un minuto", observa el miembro del equipo Jeffrey Fagan. "Las personas que usan otras técnicas requieren un HPLC en el orden de los $50,000 y los rendimientos son relativamente bajos, o un ultracentrifuge que tarda de 12 a 20 horas para separar los diferentes metales de semiconductores, y es complicado y engorroso."
"El proyecto de metrología de nanotubos en el NIST ha estado alrededor por un buen número de años", dice el miembro del equipo senior de Ming Zheng. "Ha habido un interés constante de la nuestra para desarrollar nuevas formas de nanotubos separados, formas más baratas y que la industria puede utilizar en el desarrollo de la nanoelectrónica y otras aplicaciones. Realmente creo que tenemos aquí un método que se ajuste a todos los criterios que la gente está buscando a. Es fácil, es escalable, es de alta resolución de todos los buenos atributos juntos ".
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