(PhysOrg.com) - O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) emitiu o primeiro material de referência do mundo para fuligem de nanotubo de carbono de parede única. Distantemente relacionado à fuligem em sua lareira ou na chama de uma vela, a fuligem carregada de nanotubos é a principal fonte industrial de nanotubos de carbono de parede única, talvez o arquétipo de todos os materiais em nanoescala. O novo material do NIST oferece às empresas e pesquisadores uma fonte extremamente necessária de fuligem de nanotubos de carbono uniforme e bem caracterizada para comparações de materiais, bem como análises químicas e de toxicidade.

Com paredes de carbono com apenas um átomo de espessura e parecendo uma folha de arame enrolado em um cilindro, nanotubos de carbono de parede única são uma das várias famílias de materiais de carbono puro que, por causa de seu tamanho em nanoescala, têm propriedades especiais. “Nanotubos de carbono de parede única, ”Diz o engenheiro químico do NIST, Jeffery Fagan, “Tem óptica requintada, mecânico, propriedades térmicas e eletrônicas, e por causa de sua pequena largura, mas comprimentos longos - pense em algo como uma longa mecha de cabelo, mas 10, 000 vezes mais fino - o desenvolvimento total desses materiais deve permitir mais leves, materiais mais fortes, além de melhorar muitas tecnologias, de sensores a eletrônicos e baterias. ”

Infelizmente, os nanotubos são difíceis de produzir sem impurezas significativas ou em grandes quantidades. Nanotubos de parede única, em particular, têm sido notórios por sua qualidade relativamente baixa e variabilidade lote a lote. Eles normalmente são produzidos em processos complexos usando pequenas partículas de catalisadores de metal que promovem o crescimento dos nanotubos. O material resultante - muitas vezes um pó não muito diferente da fuligem que você encontraria em sua lareira - freqüentemente continha grandes quantidades de impurezas, como outras formas de carbono, e às vezes níveis significativos de catalisadores.

“Um dos problemas que este material de referência aborda é que não existe um lote homogêneo que as pessoas possam comprar para fazer medições comparativas, ”Diz Fagan. “Mesmo lote a lote, as amostras de pó de nanotubo de carbono bruto variaram tanto que não há consistência interlaboratorial. E isso é particularmente um problema para comparações como medições de toxicidade. Se você comprou nanotubos de carbono, você tinha praticamente a garantia de que sua amostra poderia ser tão diferente das amostras de qualquer outra pessoa que suas medições poderiam ser específicas para alguma falha de seu material, ou que outras pessoas não consigam reproduzir o que você estava fazendo. ”

Para resolver esses problemas, uma equipe de pesquisa multidisciplinar do NIST tem trabalhado para desenvolver a metrologia necessária para medições quantitativas de nanotubos de carbono de parede única por meio de uma abordagem de três pontos:medição básica e ciência de separação, protocolos e padrões documentais por meio de organizações de padrões internacionais, e agora materiais de referência certificados.

O novo produto NIST, Material de referência padrão (SRM) 2483, “Nanotubos de carbono de parede única (fuligem bruta), ”Abordará diretamente a questão da comparabilidade. É possivelmente o maior suprimento mundial de produtos homogêneos, analisado quimicamente, fuligem de nanotubos de carbono onde a uniformidade das amostras de unidade para unidade é garantida. Cada unidade de SRM 2483, um frasco de vidro contendo 250 miligramas de fuligem, é certificado pelo NIST para os valores de fração de massa de vários contaminantes comuns:bário, cério, cloro, cobalto, disprósio, európio, gadolínio, lantânio, molibdênio e samário. Valores de referência (valores considerados precisos, mas não atingindo o nível de confiança que o NIST certifica) são fornecidos para sete elementos adicionais.

O NIST também fornece dados de referência adicionais úteis para análise de nanotubos, incluindo dados térmicos gravimétricos e Raman, bem como valores informativos para espectros de absorbância ultravioleta-visível-infravermelho próximo, espectros de fluorescência no infravermelho próximo, Espectros de espalhamento Raman e imagens de microscopia eletrônica de varredura. Com esses conjuntos de informações, os compradores do material devem ser capazes de comparar seus resultados com os valores do NIST e com os dos fornecedores ou após o processamento, garantindo um ponto de comparação consistente.

Unidades individuais de SRM 2483, “Nanotubos de carbono de parede única (fuligem bruta), ”Estão disponíveis no Programa de Materiais de Referência Padrão do NIST em www.nist.gov/srm/. Consulte www-s.nist.gov/srmors/view_detail.cfm?srm=2483 para obter detalhes.

Materiais de referência padrão estão entre os produtos mais amplamente distribuídos e usados ​​do NIST. A agência prepara, analisa e distribui mais de mil materiais diferentes que são usados ​​em todo o mundo para verificar a precisão dos instrumentos e procedimentos de teste usados ​​na fabricação, química Clínica, monitoramento ambiental, eletrônicos, perícia criminal e dezenas de outros campos.