Углеродные нанотрубки: "Отсортируйте нас!"

 


Куда только не пытаются исследователи пристроить углеродные нанотрубки (УНТ). Эти "мастера на все руки" с самого своего открытия являются решением, которое само разыскивает проблемы. И, конечно, находит.

Однако для большинства приложений необходимы УНТ с определенными размерами и электрическими свойствами (металл/полупроводник), а существующие в настоящее время методы синтеза углеродных нанотрубок не могут обеспечить их достаточную однородность.

В прошлом году был продемонстрирован метод разделения нанотрубок по размерам путем опутывания их нитями одноцепочечной ДНК. Идея состоит в том, что в процессе центрифугирования более плавучие УНТ с малым диаметром остаются в верхних слоях смеси. Однако описанным способом не удается разделить УНТ металлического и полупроводникового типов, а полное удаление из образцов молекул ДНК достаточно затруднительно. К тому же, само использование ДНК довольно дорого.

Последние исследования привели к разработке новой методики разделения УНТ [Arnold et al., Nat. Nanotechnol. (2006) 1, 60].

В данной работе исследователи применяли различные поверхностно-активные вещества для формирования УНТ-содержащих капсул. Крупные нанотрубки присоединяют больше молекул ПАВ, нежели мелкие, что приводит к очень точному разделению смеси во время центрифугирования. Использованные ПАВы легко удаляются и в тысячи раз дешевле ДНК. В результате, полученная совокупность может содержать до 97 % нанотрубок заданного диаметра с допуском 0.02 нм.

Как правило, при синтезе УНТ две трети из них обладают полупроводниковыми свойствами, а одна треть металлическими. Использование двух различных ПАВов позволяет разделить нанотрубки и по электронным типам. Авторы работы объясняют это тем, что тонкие различия в структуре нанотрубок всё же оказывают влияние на взаимодействие с молекулами ПАВ, и достигается степень обогащения до 97 %. Для ранее применявшихся методов максимальная чистота составляла лишь 80 %.

Простота и дешевизна позволяют говорить о масштабируемости методики. Авторы исследования планируют в дальнейшем использовать промышленные фармацевтические центрифуги для разделения углеродных нанотрубок.

Сайт нанотехнологического сообщества