p (Phys.org) —Um velho, um tanto antiquado, O truque usado para purificar amostras de proteínas com base em sua afinidade pela água encontrou novos fãs no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, onde os cientistas de materiais estão usando para dividir soluções de nanotubos de carbono, separando os nanotubos metálicos de semicondutores. Dizem que é rápido, maneira fácil e barata de produzir amostras de nanotubos de carbono de alta pureza para uso em eletrônica em nanoescala e muitas outras aplicações. p Nanotubos de carbono são formados a partir de folhas enroladas de átomos de carbono dispostas em um padrão hexagonal semelhante a tela de arame. Uma das características surpreendentes dos nanotubos é que, dependendo de como a folha se enrola, uma qualidade chamada quiralidade, o tubo resultante pode se comportar como um semicondutor, com várias propriedades, ou como um metal, com condutância elétrica até 10 vezes melhor do que o cobre. Um grande problema na criação de eletrônicos comercialmente viáveis ​​baseados em nanotubos é ser capaz de separar com eficiência o tipo que você deseja.

p Pensando em como fazer isso, diz o pesquisador do NIST Constantine Khripin, trouxe à tona o assunto dos bioquímicos e da chamada "extração líquida em duas fases". "Biólogos usaram isso para separar proteínas, até mesmo vírus, "diz Khripin, "É uma técnica antiga, era popular nos anos 70, mas a HPLC [cromatografia líquida de alto desempenho] ​​substituiu muitas dessas técnicas. "As pessoas também usam HPLC para particionar nanotubos de carbono, ele diz, mas tem menos sucesso. HPLC divide as coisas explorando as diferenças na mobilidade das moléculas desejadas à medida que viajam pequenas colunas carregadas com esferas minúsculas, mas os nanotubos de carbono tendem a aderir às esferas, reduzindo o rendimento e eventualmente obstruindo o equipamento.

p O conceito de extração de líquidos é relativamente simples. Você faz uma mistura em água de dois polímeros que você selecionou para serem apenas ligeiramente diferentes em sua "hidrofobicidade, "ou tendência de se misturar com água. Adicione em sua amostra do material a ser separado, mexa vigorosamente e espere. As soluções de polímero irão gradualmente se separar em duas porções distintas ou "fases, "o mais leve no topo. E eles vão trazer junto com eles aquelas moléculas em sua amostra que compartilham um grau semelhante de hidrofobicidade.

p Acontece que isso funciona muito bem com nanotubos por causa das diferenças em sua estrutura eletrônica - as formas semicondutoras, por exemplo, são mais hidrofóbicos do que as formas metálicas. Não é perfeito, claro, mas algumas separações sequenciais resultam em uma amostra em que as formas indesejadas são essencialmente indetectáveis.

p Seja honesto. Não é tão fácil. "Não, " concorda, Khripin, "As pessoas tentaram isso antes e não funcionou. A descoberta foi perceber que você precisa de uma diferença muito sutil entre as duas fases. A diferença de hidrofobidade entre os nanotubos é minúscula, pequeno, minúsculo. "Mas você pode criar isso com a adição cuidadosa de sais e surfactantes.

p "Esta técnica usa alguns frascos e uma centrífuga de bancada no valor de algumas centenas de dólares, e leva menos de um minuto, "observa o membro da equipe Jeffrey Fagan." As outras técnicas que as pessoas usam exigem um HPLC da ordem de US $ 50, 000 e os rendimentos são relativamente baixos, ou uma ultracentrífuga que leva de 12 a 20 horas para separar os diferentes metais dos semicondutores, e é complicado e complicado. "

p "O projeto de metrologia de nanotubos no NIST existe há vários anos, "diz o membro sênior da equipe Ming Zheng." Tem sido um interesse constante nosso desenvolver novas maneiras de separar nanotubos, maneiras mais baratas, que a indústria pode usar no desenvolvimento de nanoeletrônica e outras aplicações. Nós realmente achamos que temos um método aqui que se encaixa em todos os critérios que as pessoas estão procurando. É fácil, é escalável, é de alta resolução - todos os bons atributos juntos. "