p Em um ótimo exemplo de "menos é mais, "Os cientistas da Rice University desenvolveram um método poderoso para analisar nanotubos de carbono em solução. p A técnica de espectroscopia de variância dos pesquisadores amplia pequenas regiões em soluções diluídas de nanotubos para tirar instantâneos espectrais rápidos. Ao analisar a composição dos nanotubos em cada instantâneo e comparar as semelhanças e diferenças em alguns milhares de instantâneos, os pesquisadores ganham novas informações sobre os tipos, números e propriedades das nanopartículas na solução.

p O processo é detalhado em um artigo de acesso aberto no American Chemical Society's Journal of Physical Chemistry Letters este mês.

p O químico de arroz Bruce Weisman, um pioneiro no campo da espectroscopia que liderou a descoberta e interpretação da fluorescência do infravermelho próximo de nanotubos de carbono semicondutores, espera que a espectroscopia de variância se torne uma ferramenta valiosa para pesquisadores que estudam materiais em nanoescala.

p Nanotubos de carbono são cilindros ocos de carbono puro que normalmente crescem em um forno. Existem dezenas de tipos diferentes de nanotubos e as propriedades físicas e os usos potenciais variam para cada tipo. Ainda não há uma maneira prática de cultivar apenas um tipo, portanto, muitas vezes precisam ser classificados por meios físicos ou químicos. Weisman disse que a espectroscopia de variância pode ajudar a caracterizar as amostras de nanotubos no esforço contínuo para classificar e separar tipos específicos para aplicações eletrônicas e ópticas.

p O laboratório Weisman testou seu equipamento personalizado em amostras dispersas de nanotubos de carbono de parede única cultivados em Rice. Os pesquisadores capturaram espectros de fluorescência de alguns milhares de pequenas regiões distintas. Variações estatísticas entre esses espectros revelaram o número de nanotubos de diferentes tipos e a intensidade com que cada tipo emite luz. Uma análise de dados adicional deu espectros "dissecados" de cada tipo, livre da interferência de outras pessoas na amostra mista.

p "À medida que focamos nossa atenção em volumes cada vez menores da amostra, a média para fora, o comportamento uniforme que você vê na escala macroscópica começa a quebrar, e vemos os efeitos da natureza particulada da matéria, " ele disse.

p "Nesse ponto, existem flutuações aleatórias no número de partículas dentro do volume observado. O que estamos fazendo é analisar as flutuações aleatórias resultantes nos espectros para saber quantas partículas de cada tipo estão presentes e se estão agregadas umas às outras.

p "Uma analogia pode ser olhar para os torcedores em um estádio de futebol vestindo as cores de seus times, "Weisman disse." Se você se afastar e olhar para toda a multidão, tudo o que você pode descobrir é a proporção geral de fãs do Rice em relação aos fãs do Texas. Mas se você aumentar o zoom e analisar linha por linha, você verá grupos de fãs do Rice e grupos de fãs do Texas e aprenderá como cada grupo se agrega. Isso dá a você uma visão extra sobre a multidão que você nunca conseguiria ver de perto.

p "É parecido com os nanotubos, "ele disse." Nós olhamos uma amostra que tem uma variedade de estruturas e aprendemos mais sobre as propriedades de componentes individuais. É uma dissecção espectroscópica de uma mistura complexa para obter informações que seriam muito mais difíceis de obter com qualquer outro método. "

p Weisman disse que a técnica também ajuda a lidar com a tendência irritante dos nanotubos de se agruparem. "Quando você está tentando usar um método de separação para separá-los, você não pode fazer isso de forma eficaz se eles estiverem juntos, "Weisman disse." Se você quer o tipo A e eles estão presos ao tipo B, então você está desperdiçando seu esforço de separação. Mas a espectroscopia de variância fornece uma maneira muito sensível de dizer se partículas de diferentes tipos estão realmente viajando juntas. "

p Weisman espera que a espectroscopia de variância possa ser estendida para analisar muitos materiais em nanoescala, como nanopartículas de ouro e pontos quânticos, usando diferentes sondas espectroscópicas. "Quando você faz nanomateriais, geralmente há alguma variação nos tamanhos das partículas que dá uma variação correspondente nas propriedades espectrais, "ele disse." Nosso método de variância pode ser usado com tais sistemas para dar uma olhada dentro. "