p (PhysOrg.com) - Pesquisadores da Rice University descobriram uma maneira simples de tornar os nanotubos de carbono mais brilhantes. p O laboratório Rice do pesquisador Bruce Weisman, um pioneiro na espectroscopia de nanotubos, descobriram que adicionar pequenas quantidades de ozônio a lotes de nanotubos de carbono de parede única e expô-los à luz decora todos os nanotubos com átomos de oxigênio e altera sistematicamente sua fluorescência no infravermelho próximo.

p As reações químicas em superfícies de nanotubos geralmente matam sua fluorescência natural limitada, Weisman disse. Mas o novo processo realmente aumenta a intensidade e muda o comprimento de onda.

p Ele espera o avanço, relatado online no jornal Ciência , para expandir as oportunidades de uso biológico e material dos nanotubos, desde a capacidade de rastreá-los em células individuais até novos lasers.

p Melhor de todos, o processo de fabricação desses nanotubos brilhantes é incrivelmente fácil - "simples o suficiente para um físico-químico fazer, "disse Weisman, ele próprio um físico químico.

p Ele e o autor principal Saunab Ghosh, um estudante de graduação em seu laboratório, descobriu que um leve toque era a chave. "Não somos as primeiras pessoas a estudar os efeitos do ozônio reagindo com os nanotubos, "Weisman disse." Isso é feito há vários anos.

p "Mas todos os pesquisadores anteriores usaram mão pesada, com muita exposição ao ozônio. Quando você faz isso, você destrói as características ópticas favoráveis ​​do nanotubo. Basicamente, desliga a fluorescência. Em nosso trabalho, adicionamos apenas cerca de um átomo de oxigênio para 2, 000-3, 000 átomos de carbono, uma fração muito pequena. "

p Ghosh e Weisman começaram com uma suspensão de nanotubos em água e adicionaram pequenas quantidades de ozônio gasoso ou dissolvido. Em seguida, eles expuseram a amostra à luz. Mesmo a luz de uma lâmpada de mesa simples faria, eles relataram.

p A maioria das seções dos nanotubos dopados permanece intocada e absorve luz infravermelha normalmente, formando excitons, quasipartículas que tendem a pular para frente e para trás ao longo do tubo - até encontrarem oxigênio.

p "Um exciton pode explorar dezenas de milhares de átomos de carbono durante sua vida, "Weisman disse." A ideia é que ele possa saltar o suficiente para encontrar um desses locais de dopagem, e quando isso acontecer, tende a ficar lá, porque é energeticamente estável. Ele fica preso e emite luz em um comprimento de onda mais longo (desviado para o vermelho).

p "Essencialmente, a maior parte do nanotubo está se transformando em uma antena que absorve a energia da luz e a canaliza para o local de dopagem. Podemos fazer nanotubos em que 80 a 90 por cento da emissão vem de locais dopados, " ele disse.

p Testes de laboratório descobriram que as propriedades fluorescentes dos nanotubos dopados são estáveis ​​por meses.

p Weisman disse que os nanotubos tratados podem ser detectados sem o uso de luz visível. "Por que isso importa? Na detecção biológica, sempre que você excitar em comprimentos de onda visíveis, há um pouco de emissão de fundo das células e dos tecidos. Ao excitar no infravermelho, nos livramos desse problema, " ele disse.

p Os pesquisadores testaram sua capacidade de visualizar nanotubos dopados em um ambiente biológico, adicionando-os a culturas de células de adenocarcinoma uterino humano. Mais tarde, imagens das células excitadas no infravermelho próximo mostraram nanotubos únicos brilhando intensamente, enquanto a mesma amostra excitada com luz visível exibia uma névoa de fundo que tornava os tubos muito mais difíceis de detectar.

p Seu laboratório está refinando o processo de dopagem de nanotubos, e Weisman não tem dúvidas sobre seu potencial de pesquisa. "Existem muitos caminhos científicos interessantes a seguir, "disse ele." E se você quiser ver um único tubo dentro de uma célula, esta é a melhor maneira de fazer isso. Os tubos dopados também podem ser usados ​​para estudos de biodistribuição.

p "O bom é, este não é um processo caro ou elaborado, "Weisman disse." Algumas reações requerem dias de trabalho no laboratório e transformam apenas uma pequena fração de seu material inicial. Mas com este processo, você pode converter uma amostra inteira de nanotubo muito rapidamente. "