Michael Blades agita una pequeña botella de líquido y observa cómo se arremolinan pequeñas motas negras. Cada partícula representa un grupo de millones de nanotubos de carbono (CNT).

Los CNT son láminas enrolladas de grafeno, una de las formas de carbono. Miden solo 1 o 2 nanómetros de diámetro (1 nm equivale a una mil millonésima parte de un metro), varían en longitud desde 100 nm hasta varios centímetros, y vienen en una variedad de estructuras.

Los CNT tienen muchas ópticas únicas, propiedades eléctricas y mecánicas que los hacen útiles en biológicos, aplicaciones ambientales y de otro tipo.

Pero su tamaño los hace difíciles de detectar, examinar y manipular.

Cuchillas una doble especialización superior en ingeniería eléctrica y física, trabajó en este problema el verano pasado en una pasantía de investigación con la Iniciativa Ambiental de Lehigh. Continúa su estudio de CNT este otoño con Slava Rotkin, profesor asociado de física.

“Los nanotubos de carbono deben colocarse con precisión para funcionar correctamente, ”Dice Blades. "El problema es, no solo los nanotubos son muy pequeños, también son muy poco cooperativos ".

Una búsqueda de la fuente de luz adecuada

Antes de que se puedan estudiar los CNT, los grupos deben estar separados para que se puedan observar los tubos individuales. Luego, la luz se dirige a ellos. Un tubo revela su presencia al someterse a fotoluminiscencia y "brillar".

En su pasantía, Se asignó cuchillas para ensamblar un microscopio óptico epifluorescente capaz de ver CNT.

Primero probó una lámpara halógena como fuente de luz.

"Cuando tienes una fuente de luz, la imagen del filamento se superpone a su muestra, ”Dice Blades. "El patrón de nido de abeja infrarrojo brillante que emitía la lámpara distraía demasiado para encontrar nanotubos relativamente tenues".

Próximo, cambió a un láser verde, lo que hizo que los nanotubos emitieran luz en el infrarrojo.

La luz infrarroja no es visible a simple vista, así que Blades se dirigió a una cámara digital, que tiene un dispositivo de carga acoplada con una sensibilidad de longitud de onda mayor que la del ojo humano.

Quitar el filtro de infrarrojos de una cámara web, apuntó a cuentas que habían sido coloreadas con un tinte fluorescente infrarrojo. Estaba en el camino correcto:las cuentas eran visibles.

Pero cuando usó la cámara web para ver el brillo fluorescente de los CNT, esto no funcionó porque el alcance de los sensores infrarrojos era insuficiente.

Un nuevo papel para una vieja cámara

La solución resultó estar en casa.

"Tenía esta vieja cámara de video [Sony] con un modo de infrarrojos llamado" toma nocturna, ’”, Dice Blades. "Tiene un alcance que se extiende 200 nm más en el infrarrojo que una cámara normal".

Después de probar la cámara con el microscopio, vio fluorescencia CNT "sin duda".

Pero todavía hay desafíos.

"Muchas cosas se tornan fluorescentes cuando las iluminas con una luz intensa, "Dice Blades, incluido el polvo e incluso la platina del microscopio en la que se colocan las muestras. Las vibraciones pueden hacer temblar el escenario, moviendo la muestra. También, la fuente de luz parece más tenue con ciertas soluciones. Las cuchillas aún no pueden identificar los tubos individuales, pero está trabajando para eliminar variables.

Rotkin elogia a Blades por su creatividad.

"Michael es extremadamente inventivo, ”, Dice. "Hubo obstáculos, pero los rodeó con soluciones inusuales ".

"Ha sido muy divertido hacer esto, ”Dice Blades. "Me gusta ensuciarme las manos".