(Phys.org) - Les nanotubes de carbone (CNT) pourraient ouvrir la voie à une technologie remarquable, à partir de puces informatiques améliorées, écrans d'ordinateur flexibles ou gilets pare-balles, aux applications de santé telles que la cicatrisation osseuse et les traitements contre le cancer.

Afin de déterminer la toxicité de ces matériaux, un groupe de chercheurs de Texas Tech a construit avec succès un appareil de test qui peut quantifier la présence de CNT dans un échantillon donné. C'est un processus plus facile à dire qu'à faire.

Les NTC expliqués

Un NTC est un allotrope de carbone, tout comme le graphite, charbon, les diamants ou le graphène – la substance connue la plus puissante au monde.

Au profane, Le graphène est une feuille ultra-mince d'atomes de carbone disposés en un motif hexagonal en "nid d'abeille". Le graphite au crayon conventionnel est simplement constitué de plusieurs couches de graphène empilées les unes aux autres. Une fois roulé dans un tube, le graphène forme un CNT, une fibre 100 fois plus résistante que l'acier et six fois plus légère.

"Ce qui rend les nanotubes encore plus remarquables, c'est le fait que tant de leurs propriétés sont hors normes, " dit Micah Green, professeur adjoint de génie chimique. "Ils sont à la fois électriquement et thermiquement conducteurs, De plus, ils sont mécaniquement solides. Il est rare qu'une substance combine les trois."

Les usages industriels se développent, tout comme les craintes que ces nouveaux nanomatériaux puissent avoir des effets négatifs ou imprévus sur les organismes et l'environnement. Avec ça en tête, les toxicologues environnementaux de Texas Tech explorent le devenir des NTC dans les environnements biologiques et leur capacité à s'accumuler dans le sol, plantes ou autres organismes.

Une question récurrente a ralenti ces études :comment peut-on être certain que les minuscules CNT sont présents dans l'échantillon donné ?

"C'est comme une aiguille dans une botte de foin, " dit Green. " Comment pouvez-vous prouver les effets de l'aiguille, si vous n'êtes pas sûr que ce soit vraiment là-dedans ?"

Cuisiner une solution

L'élan pour le travail a d'abord commencé avec une conversation entre Green et Jaclyn Cañas, professeur agrégé de toxicologie environnementale à l'Institute for Environmental and Human Health de Texas Tech. Cañas a décrit le problème de la détection des NTC dans les échantillons de cultures. Green a suggéré que l'exposition d'échantillons aux micro-ondes pourrait révéler la présence même de traces de nanotubes.

Les NTC ont la propriété inhabituelle de dégager des quantités extrêmes de chaleur lors de l'exposition aux micro-ondes, bien plus que les matériaux typiques. En réalité, La poudre de nanotubes s'enflammera rapidement et spontanément si elle est placée dans un four à micro-ondes de cuisine conventionnel. L'idée de Green était d'exposer l'échantillon à des micro-ondes de faible puissance et de mesurer l'augmentation de température qui en résulte.

Mohamed Saed, professeur agrégé en génie électrique et informatique, a rejoint l'équipe pour apporter son expertise dans le domaine de la physique des micro-ondes.

Ensemble, les trois groupes de recherche ont construit avec succès un appareil de test et prouvé les concepts selon lesquels le chauffage par micro-ondes peut quantifier la charge de NTC à l'intérieur d'un échantillon de plante.

Les tests préliminaires ont donné un montant de 300 $, 000 bourses de la National Science Foundation, décerné à l'été 2011.

D'autres tests

La poursuite du développement de l'appareil a conduit à un test en double aveugle, où un étudiant a reçu des échantillons d'une charge de CNT spécifiée mais n'a pas été informé de la concentration. L'étudiante diplômée Fahmida Irin était principalement responsable de l'application de la méthode. Le test en double aveugle a dupliqué avec succès les vraies valeurs, et a ensuite été appliqué à l'étude de l'absorption de nanotubes dans les racines des plantes de luzerne cultivées dans un sol enrichi de nanotubes.

« Depuis que nous avons commencé la méthode, nous avons également commencé à collaborer avec d'autres groupes pour étudier la présence de nanotubes dans des organismes comme les vers de terre, " dit Vert.

La méthode a été récemment publiée dans un article intitulé "Detection of carbon nanotubes in organic samples through micro-ondes-induite le chauffage" par Irin et al. dans la revue Carbone . Une demande de brevet a été déposée par l'Office of Technology Commercialization de la Texas Tech University.