Los químicos de la Universidad de Rice descubrieron que las barras de agitación cubiertas de PTFE, también conocido como teflón, reaccionan con productos químicos de forma inesperada durante la modificación de nanotubos a través de la reducción Billups-Birch. Las barras que comienzan (y generalmente permanecen) blancas se vuelven negras en la solución y alteran los resultados. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Los agitadores que mezclan la crema con su café probablemente no hagan mucha diferencia en la bebida. Pero en un laboratorio de química resulta que usar el agitador incorrecto puede sesgar la ciencia.
Los científicos de la Universidad de Rice han determinado que las barras agitadoras hechas de PTFE, más comúnmente conocido como teflón, puede introducir errores en una reacción de laboratorio estándar utilizada para manipular las propiedades de los nanotubos de carbono o de nitruro de boro.
Las barras de agitación son varillas de metal ferromagnético en forma de gránulos cubiertas de PTFE que se colocan en el fondo de un vaso de precipitados y son giradas por un campo magnético giratorio. Permiten mezclar una solución en un matraz cerrado sin agitación manual.
El laboratorio Rice de Angel Martí publicó un artículo en la revista American Chemical Society ACS Omega describiendo lo que sucede cuando se utilizan barras de agitación de PTFE para funcionalizar nanotubos a través de la reducción Billups-Birch, una reacción de uso prolongado desarrollada en parte por el profesor emérito de química de Rice Edward Billups que libera electrones para unirse con otros átomos.
La reducción se usa a menudo para hacer que los nanotubos sean más susceptibles de funcionalización, el proceso de personalizarlos para aplicaciones mediante la adición de moléculas como proteínas. Eso puede ser tan simple como dispersar nanotubos en un baño químico cargado con las moléculas que desea agregar. Billups-Birch es uno de esos métodos, un proceso de un solo paso utilizado para funcionalizar nanotubos con una variedad de moléculas, según los investigadores.
Una barra de agitación impecable hecha de metal ferromagnético con PTFE, o teflón, revestimiento. Los químicos de la Universidad de Rice descubrieron las barras inertes, que se utilizan comúnmente para mezclar productos químicos, causan resultados no deseados durante las reacciones de Billups-Birch con carbono y otros nanotubos. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Cuando lo usaron para modificar nanotubos de nitruro de boro, los investigadores se sorprendieron al ver que sus tubos se volvían grises, mientras que las barras de agitación de PTFE se volvieron negras. Análisis termogravimétrico estándar, generalmente adecuado para ver evidencia de funcionalización, no vio nada malo, pero los investigadores sí.
"Aparte de eso, no pudimos obtener resultados consistentes, "Dijo Martí." A veces obtendríamos una funcionalización muy alta, o una funcionalización aparente, y otras veces no. Eso fue realmente extraño ".
Encontraron que el litio en el solvente a base de amoníaco usado en la reacción de Billups-Birch reaccionaba con el PTFE blanco de las barras, volviéndolos negros.
"Como los nanotubos de carbono son negros, Sería fácil creer que los nanotubos se depositaron en las barras durante la reacción, "Dijo Martí." Pero eso no es lo que pasa. Encontramos que en las condiciones de Billups-Birch, el PTFE reacciona.
"El teflón generalmente no reacciona con nada, ", dijo." Por eso se usa en barras para revolver, y en utensilios de cocina. Por eso también es fácil pasar por alto lo que vimos que sucedía en el laboratorio ".
Los químicos de la Universidad de Rice que descubrieron que los productos químicos utilizados en las reducciones de nanotubos de carbono de Billups-Birch reaccionan con las barras de agitación blancas de PTFE, volviéndolos negros. Recomiendan usar barras de vidrio para agitar, como el del medio, para tales reducciones. Crédito:Brandon Martin / Rice University
Martí dijo que la búsqueda de la literatura no arrojó nada sobre cómo evitar el PTFE en Billups-Birch.
"Eso fue extraño, también, ", dijo." Tal vez todos los demás lo sepan, pero por si acaso decidimos explorar el problema. Por eso decidimos escribir un artículo ".
Los investigadores sospechan que la reacción inesperada con el teflón está creando radicales que reducen la eficiencia de la reacción y que pueden atacar el nitruro de boro o los nanotubos de carbono. Mientras tanto, su solución rápida al problema es quizás la más sencilla.
"Ahora usamos barras de agitación revestidas de vidrio, "Dijo Martí." El vidrio es completamente inerte. Eso nos da reproducibilidad y buena funcionalización ".
