La fibra dietética purifica eficazmente los nanotubos de carbono
Un método nuevo y más barato separa fácil y efectivamente dos tipos de nanotubos de carbono. El proceso, desarrollado por investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón, podría ampliarse para fabricar lotes purificados de nanotubos de carbono de pared simple que pueden usarse en dispositivos electrónicos de alto rendimiento.
Los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) tienen excelentes propiedades electrónicas y mecánicas, lo que los convierte en candidatos ideales para su uso en una amplia gama de dispositivos electrónicos, incluidos los transistores de película delgada que se encuentran en las pantallas LCD. Un problema es que solo dos tercios de los SWCNT fabricados son adecuados para su uso en dispositivos electrónicos. Los SWCNT semiconductores útiles deben separarse de los metálicos no deseados, pero el proceso de purificación más poderoso, conocido como extracción acuosa de dos fases, actualmente implica el uso de un costoso polisacárido, llamado dextrano.
El químico orgánico Haruka Omachi y sus colegas de la Universidad de Nagoya plantearon la hipótesis de que la efectividad del dextrano para separar los SWCNT semiconductores de los metálicos reside en los enlaces que conectan sus unidades de glucosa. En lugar de usar dextrano para separar los dos tipos de SWCNT, el equipo probó el isomaltodextrano significativamente más barato, que tiene muchos más de estos vínculos.
Se dejó un lote de SWCNT durante 15 minutos en una solución que contenía polietilenglicol e isomaltodextrina y luego se centrifugó durante cinco minutos. Se probaron tres tipos diferentes de isomaltodextrina, cada uno con un número diferente de enlaces y un peso molecular diferente. El equipo descubrió que los SWCNT metálicos se separaron a la parte inferior de isomaltodextrina de la solución, mientras que los SWCNT semiconductores flotaron hasta la parte superior de polietilenglicol.
El tipo de isomaltodextrina con alto peso molecular y la mayor cantidad de enlaces fue el más efectivo (99%) en la separación de los dos tipos de SWCNT. El equipo también descubrió que otro polisacárido, llamado pullulan, cuyas unidades de glucosa están conectadas con diferentes tipos de enlaces, no fue eficaz para separar los dos tipos de SWCNT. Los investigadores sugieren que la cantidad y el tipo de enlaces presentes en la isomaltodextrina juegan un papel importante en su capacidad para separar eficazmente los nanotubos de carbono.
El equipo también descubrió que un transistor de película delgada hecho con sus SWCNT semiconductores purificados funcionó muy bien.
La isomaltodextrina es un polisacárido barato y ampliamente disponible producido a partir de almidón que se usa como fibra dietética. Esto lo convierte en una alternativa rentable para el proceso de extracción SWCNT. Omachi y sus colegas están actualmente en conversaciones con empresas para comercializar su enfoque. También están trabajando para mejorar el rendimiento de los transistores de película delgada utilizando SWCNT semiconductores en pantallas flexibles y dispositivos sensores. @mundiario
