(Phys.org) —Los nanotubos de carbono (CNT) podrían allanar el camino para una tecnología extraordinaria, de chips informáticos mejorados, pantallas de computadora flexibles o chalecos antibalas, a aplicaciones sanitarias como la curación ósea y los tratamientos contra el cáncer.

En un esfuerzo por determinar la toxicidad de estos materiales, un grupo de investigadores de Texas Tech ha construido con éxito un aparato de prueba que puede cuantificar la presencia de CNT en una muestra determinada. Es un proceso más fácil de decir que de hacer.

CNT explicado

Un CNT es un alótropo de carbono, como el grafito, carbón, diamantes o grafeno, la sustancia conocida más fuerte del mundo.

Para el profano, el grafeno es una lámina superfina de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal de "panal". El grafito de lápiz convencional es simplemente muchas capas de grafeno apiladas. Cuando se enrolla en un tubo, el grafeno forma un CNT, una fibra 100 veces más resistente que el acero y seis veces más ligera.

"Lo que hace que los nanotubos sean aún más notables es el hecho de que muchas de sus propiedades están fuera de serie, "dijo Micah Green, profesor asistente de ingeniería química. "Son conductores eléctricos y térmicos, además, son mecánicamente fuertes. Es raro que una sustancia combine los tres ".

Los usos industriales están creciendo, al igual que la preocupación de que estos nuevos nanomateriales puedan tener efectos negativos o no deseados en los organismos y el medio ambiente. Teniendo esto en cuenta, Los toxicólogos ambientales de Texas Tech están explorando el destino de los CNT en entornos biológicos y su capacidad para acumularse en el suelo. plantas u otros organismos.

Una pregunta recurrente ha retrasado estos estudios:¿cómo puede alguien estar seguro de que los diminutos NTC están presentes en la muestra dada?

"Es como una aguja en un pajar, "Dijo Green." ¿Cómo puedes probar los efectos de la aguja, si no estás seguro de que realmente esté ahí? "

Cocinando una solución

El impulso para el trabajo comenzó inicialmente con una conversación entre Green y Jaclyn Cañas, profesor asociado de toxicología ambiental en el Instituto de Salud Humana y Ambiental de Texas Tech. Cañas describió el problema de detectar CNT en muestras de cultivos. Green sugirió que exponer las muestras a microondas podría revelar la presencia de incluso trazas de nanotubos.

Los CNT tienen la propiedad inusual de generar cantidades extremas de calor al exponerse a microondas, mucho más que los materiales típicos. De hecho, El polvo de nanotubos se encenderá rápida y espontáneamente si se coloca en un microondas de cocina convencional. La idea de Green era exponer la muestra a microondas de baja potencia y medir el aumento de temperatura resultante.

Mohammad Saed, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática, se unió al equipo para aportar su experiencia en el área de la física de microondas.

Juntos, los tres grupos de investigación construyeron con éxito un aparato de prueba y demostraron los conceptos de que el calentamiento por microondas puede cuantificar la carga de CNT dentro de una muestra de planta.

Las pruebas preliminares dieron como resultado $ 300, 000 subvención de la National Science Foundation, premiado en verano de 2011.

Pruebas adicionales

El desarrollo continuo del dispositivo llevó a una prueba doble ciego, donde a un estudiante se le dieron muestras de una carga de CNT específica, pero no se le dijo cuál era la concentración. La estudiante de posgrado Fahmida Irin fue la principal responsable de aplicar el método. La prueba doble ciego duplicó con éxito los valores verdaderos, y luego se aplicó al estudio de la absorción de nanotubos en las raíces de las plantas de alfalfa cultivadas en suelo enriquecido con nanotubos.

"Desde que comenzamos con el método, también hemos comenzado a colaborar con otros grupos para observar la presencia de nanotubos en organismos como las lombrices de tierra, "Dijo Green.

El método se publicó recientemente en un artículo titulado "Detección de nanotubos de carbono en muestras biológicas mediante calentamiento inducido por microondas" por Irin et al. en el diario Carbón . La Oficina de Comercialización de Tecnología de la Universidad Tecnológica de Texas ha presentado una solicitud de patente.