Os químicos da Rice University descobriram que as barras de agitação cobertas com PTFE, também conhecido como Teflon, reagem com produtos químicos de forma inesperada durante a modificação dos nanotubos por meio da redução de Billups-Birch. As barras que começam (e geralmente permanecem) brancas tornam-se pretas na solução e alteram os resultados. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Os agitadores que misturam o creme ao café provavelmente não fazem muita diferença para a bebida. Mas em um laboratório de química, Acontece que usar o agitador errado pode distorcer a ciência.
Cientistas da Rice University determinaram que barras de agitação feitas de PTFE, mais comumente conhecido como Teflon, pode introduzir erros em uma reação de laboratório padrão usada para manipular as propriedades de nanotubos de carbono ou nitreto de boro.
As barras de agitação são hastes semelhantes a pelotas de metal ferromagnético cobertas com PTFE que ficam no fundo de um copo e são giradas por um campo magnético giratório. Eles permitem que uma solução seja misturada em um frasco fechado sem agitação manual.
O laboratório de arroz de Angel Martí publicou um artigo na revista American Chemical Society ACS Omega delineando o que acontece quando as barras de agitação de PTFE são usadas para funcionalizar nanotubos por meio da redução Billups-Birch, uma reação muito usada desenvolvida em parte pelo Professor Emérito de Química do Rice, Edward Billups, que libera elétrons para se ligarem a outros átomos.
A redução é frequentemente usada para tornar os nanotubos mais suscetíveis à funcionalização, o processo de personalizá-los para aplicações adicionando moléculas como proteínas. Isso pode ser tão simples quanto dispersar nanotubos em um banho químico carregado com as moléculas que você deseja adicionar. Billups-Birch é um desses métodos, um processo de uma etapa usado para funcionalizar nanotubos com uma variedade de moléculas, de acordo com os pesquisadores.
Uma barra de agitação imaculada feita de metal ferromagnético com um PTFE, ou Teflon, Revestimento. Os químicos da Rice University descobriram as barras inertes, que são comumente usados para misturar produtos químicos, causar resultados indesejados durante as reações de Billups-Birch com carbono e outros nanotubos. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Quando eles o usaram para modificar nanotubos de nitreto de boro, os pesquisadores ficaram surpresos ao ver seus tubos ficarem cinza, enquanto as barras de agitação de PTFE ficaram pretas. Análise termogravimétrica padrão, geralmente adequado para ver evidências de funcionalização, não viu nada de errado - mas os pesquisadores sim.
"Além de que, não conseguimos resultados consistentes, "Martí disse." Às vezes, obteríamos uma funcionalização muito alta - ou funcionalização aparente - e às vezes não. Isso foi muito estranho. "
Eles descobriram que o lítio no solvente à base de amônia usado na reação de Billups-Birch estava reagindo com o PTFE branco das barras, tornando-os pretos.
"Como os nanotubos de carbono são pretos, seria fácil acreditar que os nanotubos estavam se depositando nas barras durante a reação, - disse Martí. - Mas não é isso que acontece. Descobrimos que nas condições Billups-Birch, o PTFE reage.
"O Teflon geralmente não reage com nada, "disse ele." É por isso que é usado em barras de agitação, e em utensílios de cozinha. É por isso que também é fácil ignorar o que vimos acontecendo no laboratório. "
Químicos da Rice University que descobriram que os produtos químicos usados nas reduções de nanotubos de carbono de Billups-Birch reagem com as barras de agitação de PTFE branco, tornando-os pretos. Eles recomendam o uso de barras de vidro, como o do meio, para tais reduções. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Martí disse que a pesquisa na literatura não resultou em nada sobre como evitar o PTFE em Billups-Birch.
"Isso foi estranho, também, "disse ele." Talvez todo mundo saiba - mas apenas no caso de decidirmos explorar o problema. É por isso que decidimos escrever um artigo. "
Os pesquisadores suspeitam que a reação inesperada com o Teflon está criando radicais que reduzem a eficiência da reação e que podem atacar o nitreto de boro ou os nanotubos de carbono. Enquanto isso, sua solução rápida para o problema talvez seja a mais simples.
"Agora usamos barras de agitação revestidas de vidro, - disse Martí. - O vidro está completamente inerte. Isso nos dá reprodutibilidade e boa funcionalização. "
