La fibra dietética purifica eficazmente los nanotubos de carbono

05.11.2019

Haruka Omachi

Los SWCNTs metálicos no deseados se depositaron en el fondo de la solución, mientras que los semiconductores deseados flotaron hacia arriba.

Un nuevo método, más barato, separa fácil y eficazmente dos tipos de nanotubos de carbono. El proceso, desarrollado por investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón, podría ampliarse para fabricar lotes purificados de nanotubos de carbono de una sola pared que puedan utilizarse en dispositivos electrónicos de alto rendimiento.

Los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) tienen excelentes propiedades electrónicas y mecánicas, lo que los hace candidatos ideales para su uso en una amplia gama de dispositivos electrónicos, incluyendo los transistores de película delgada que se encuentran en las pantallas LCD. Un problema es que sólo dos tercios de los SWCNT fabricados son adecuados para su uso en dispositivos electrónicos. Los útiles SWCNT semiconductores deben separarse de los metálicos no deseados. Pero el proceso de purificación más poderoso, conocido como extracción acuosa de dos fases, actualmente implica el uso de un polisacárido costoso, llamado dextrano.

El químico orgánico Haruka Omachi y sus colegas de la Universidad de Nagoya plantearon la hipótesis de que la eficacia del dextrano para separar los semiconductores de los SWCNT metálicos radica en los vínculos que conectan sus unidades de glucosa. En lugar de usar dextrano para separar los dos tipos de SWCNT, el equipo probó el isomaltodextrano significativamente más barato, que tiene muchos más de estos vínculos.

Se dejó un lote de SWCNTs durante 15 minutos en una solución que contenía polietilenglicol e isomaltodextrina y luego se centrifugó durante cinco minutos. Se probaron tres tipos diferentes de isomaltodextrina, cada uno con un número diferente de enlaces y un peso molecular diferente. El equipo encontró que los SWCNT metálicos se separaban de la parte inferior de la solución con isomaltodextrina, mientras que los SWCNT semiconductores flotaban en la parte superior con polietilenglicol.

El tipo de isomaltodextrina con alto peso molecular y la mayor cantidad de enlaces fue el más efectivo (99%) en la separación de los dos tipos de SWCNTs. El equipo también encontró que otro polisacárido, llamado pullulan, cuyas unidades de glucosa están conectadas con diferentes tipos de enlaces, no fue efectivo para separar los dos tipos de SWCNT. Los investigadores sugieren que el número y tipo de enlaces presentes en la isomaltodextrina juegan un papel importante en su capacidad de separar eficazmente los nanotubos de carbono.

El equipo también encontró que un transistor de película delgada hecho con sus SWCNTs semiconductores purificados funcionaba muy bien.

La isomaltodextrina es un polisacárido barato y ampliamente disponible producido a partir de almidón que se utiliza como fibra dietética. Esto lo convierte en una alternativa rentable para el proceso de extracción SWCNT. Omachi y sus colegas están actualmente en conversaciones con empresas para comercializar su enfoque. También están trabajando para mejorar el rendimiento de los transistores de capa fina que utilizan SWCNT semiconductores en pantallas flexibles y dispositivos de sensores.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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