• Home
  • Chimie
  • Astronomie
  • Énergie
  • La nature
  • Biologie
  • Physique
  • Électronique
  • Le toucher léger illumine les nanotubes (avec vidéo)

    Les nanotubes de carbone à paroi simple traités à l'ozone incorporent des atomes d'oxygène qui déplacent et intensifient l'émission de fluorescence proche infrarouge des nanotubes. La découverte par les scientifiques de l'Université Rice devrait conduire à de nouvelles utilisations des nanotubes en biomédecine et en science des matériaux. (Crédit :Bruce Weisman/Université Rice)

    (PhysOrg.com) -- Des chercheurs de l'Université Rice ont découvert un moyen simple de rendre les nanotubes de carbone plus brillants.

    Le laboratoire Rice du chercheur Bruce Weisman, un pionnier de la spectroscopie des nanotubes, ont découvert que l'ajout d'infimes quantités d'ozone à des lots de nanotubes de carbone à paroi unique et leur exposition à la lumière décoraient tous les nanotubes d'atomes d'oxygène et modifiaient systématiquement leur fluorescence dans le proche infrarouge.

    Les réactions chimiques sur les surfaces des nanotubes tuent généralement leur fluorescence naturelle limitée, dit Weisman. Mais le nouveau processus améliore en fait l'intensité et décale la longueur d'onde.

    Il attend la percée, rapporté en ligne dans le journal Science , élargir les possibilités d'utilisations biologiques et matérielles des nanotubes, de la capacité de les suivre dans des cellules individuelles aux nouveaux lasers.

    Le meilleur de tous, le processus de fabrication de ces nanotubes brillants est incroyablement facile - "assez simple pour un chimiste physique à faire, " dit Weisman, un chimiste physique lui-même.

    Lui et l'auteur principal Saunab Ghosh, un étudiant diplômé dans son laboratoire, découvert qu'une touche légère était la clé. "Nous ne sommes pas les premiers à étudier les effets de la réaction de l'ozone avec les nanotubes, " Weisman a déclaré. "Cela a été fait pendant un certain nombre d'années.

    "Mais tous les chercheurs antérieurs ont eu la main lourde, avec beaucoup d'exposition à l'ozone. Quand tu fais ça, vous détruisez les caractéristiques optiques favorables du nanotube. Il éteint essentiellement la fluorescence. Dans notre travail, nous n'ajoutons qu'environ un atome d'oxygène pour 2, 000-3, 000 atomes de carbone, une toute petite fraction."

    Ghosh et Weisman ont commencé avec une suspension de nanotubes dans l'eau et ont ajouté de petites quantités d'ozone gazeux ou dissous. Ensuite, ils ont exposé l'échantillon à la lumière. Même la lumière d'une simple lampe de bureau ferait l'affaire, ils ont rapporté.

    La plupart des sections des nanotubes dopés restent vierges et absorbent normalement la lumière infrarouge, former des excitons, des quasiparticules qui ont tendance à aller et venir le long du tube jusqu'à ce qu'elles rencontrent de l'oxygène.

    "Un exciton peut explorer des dizaines de milliers d'atomes de carbone au cours de sa vie, " Weisman a déclaré. " L'idée est qu'il peut sauter suffisamment pour trouver l'un de ces sites de dopage, et quand c'est le cas, il a tendance à y rester, car il est énergétiquement stable. Il devient piégé et émet de la lumière à une longueur d'onde plus longue (décalée vers le rouge).

    "Essentiellement, la majeure partie du nanotube se transforme en une antenne qui absorbe l'énergie lumineuse et la dirige vers le site de dopage. On peut fabriquer des nanotubes dont 80 à 90 % des émissions proviennent de sites dopés, " il a dit.

    Des tests en laboratoire ont révélé que les propriétés fluorescentes des nanotubes dopés étaient stables pendant des mois.

    Weisman a déclaré que les nanotubes traités pouvaient être détectés sans utiliser la lumière visible. « Pourquoi est-ce important ? En détection biologique, chaque fois que vous excitez aux longueurs d'onde visibles, il y a un peu d'émission de fond des cellules et des tissus. En excitant plutôt dans l'infrarouge, nous nous débarrassons de ce problème, " il a dit.

    Les chercheurs ont testé leur capacité à visualiser des nanotubes dopés dans un environnement biologique en les ajoutant à des cultures de cellules d'adénocarcinome utérin humain. Plus tard, les images des cellules excitées dans le proche infrarouge ont montré que des nanotubes uniques brillaient de mille feux, alors que le même échantillon excité avec de la lumière visible présentait une brume de fond qui rendait les tubes beaucoup plus difficiles à repérer.

    Son laboratoire affine le processus de dopage des nanotubes, et Weisman n'a aucun doute sur leur potentiel de recherche. « Il existe de nombreuses voies scientifiques intéressantes à explorer, " dit-il. " Et si vous voulez voir un seul tube à l'intérieur d'une cellule, c'est la meilleure façon de le faire. Les tubes dopés peuvent également être utilisés pour des études de biodistribution.

    "Ce qui est bien, c'est ce n'est pas un processus coûteux ou élaboré, " a déclaré Weisman. " Certaines réactions nécessitent des jours de travail en laboratoire et ne transforment qu'une petite fraction de votre matière première. Mais avec ce processus, vous pouvez convertir un échantillon entier de nanotubes très rapidement."


    © Science https://fr.scienceaq.com