(Phys.org)—I nanotubi di carbonio (CNT) potrebbero aprire la strada a una tecnologia straordinaria, da chip per computer migliorati, schermi di computer flessibili o giubbotti antiproiettile, alle applicazioni sanitarie come la guarigione delle ossa e i trattamenti contro il cancro.

Nel tentativo di determinare la tossicità di questi materiali, un gruppo di ricercatori della Texas Tech ha costruito con successo un apparato di test in grado di quantificare la presenza di CNT in un dato campione. È un processo più facile a dirsi che a farsi.

Spiegazione dei CNT

Un CNT è un allotropo del carbonio, proprio come la grafite, carbone, diamanti o grafene – la sostanza conosciuta più forte al mondo.

Al laico, il grafene è un foglio supersottile di atomi di carbonio disposti in uno schema esagonale a "nido d'ape". La grafite a matita convenzionale è semplicemente molti strati di grafene impilati insieme. Quando arrotolato in un tubo, il grafene forma un CNT, una fibra 100 volte più resistente dell'acciaio e sei volte più leggera.

"Ciò che rende i nanotubi ancora più notevoli è il fatto che così tante delle loro proprietà sono fuori scala, " disse Micah Green, assistente professore di ingegneria chimica. "Sono sia elettricamente che termicamente conduttivi, inoltre sono meccanicamente forti. È raro che una sostanza combini tutte e tre le cose".

Crescono gli usi industriali, così come le preoccupazioni che questi nuovi nanomateriali possano avere effetti negativi o non intenzionali sugli organismi e sull'ambiente. Con questo in testa, i tossicologi ambientali della Texas Tech stanno esplorando il destino dei CNT negli ambienti biologici e la loro capacità di accumularsi nel suolo, piante o altri organismi.

Una domanda ricorrente ha rallentato questi studi:come si può essere certi che i minuscoli CNT siano presenti nel campione dato?

"È come un ago in un pagliaio, " disse Green. "Come puoi provare gli effetti dell'ago, se non sei sicuro che sia davvero lì dentro?"

Preparare una soluzione

L'impulso per il lavoro è iniziato inizialmente con una conversazione tra Green e Jaclyn Cañas, professore associato di tossicologia ambientale presso l'Institute for Environmental and Human Health presso il Texas Tech. Cañas ha descritto il problema della rilevazione dei CNT nei campioni di colture. Green ha suggerito che l'esposizione dei campioni alle microonde potrebbe rivelare la presenza anche di tracce di nanotubi.

I CNT hanno l'insolita proprietà di sviluppare quantità estreme di calore dopo l'esposizione alle microonde, molto più dei materiali tipici. Infatti, La polvere di nanotubi si accenderà rapidamente e spontaneamente se posta in un microonde da cucina convenzionale. L'idea di Green era di esporre il campione a microonde a bassa potenza e misurare il conseguente aumento di temperatura.

Mohammad Saed, professore associato di ingegneria elettrica e informatica, si è unito al team per contribuire con la sua esperienza nell'area della fisica delle microonde.

Insieme, i tre gruppi di ricerca hanno costruito con successo un apparato di prova e hanno dimostrato i concetti secondo cui il riscaldamento a microonde può quantificare il carico di CNT all'interno di un campione di pianta.

I test preliminari hanno portato a $ 300, 000 sovvenzione dalla National Science Foundation, premiato nell'estate 2011.

Ulteriori test

Il continuo sviluppo del dispositivo ha portato a un test in doppio cieco, dove a uno studente sono stati dati campioni di un carico CNT specificato ma non è stato detto quale fosse la concentrazione. La studentessa laureata Fahmida Irin è stata la principale responsabile dell'applicazione del metodo. Il test in doppio cieco ha duplicato con successo i valori veri, ed è stato poi applicato allo studio dell'assorbimento dei nanotubi nelle radici delle piante di erba medica coltivate in terreno addizionato di nanotubi.

"Da quando abbiamo iniziato il metodo, abbiamo iniziato a collaborare anche con altri gruppi per osservare la presenza di nanotubi in organismi come i lombrichi, " disse il verde.

Il metodo è stato recentemente pubblicato in un articolo intitolato "Rilevazione di nanotubi di carbonio in campioni biologici mediante riscaldamento indotto da microonde" di Irin et al. nel diario Carbonio . Una domanda di brevetto è stata depositata dall'Office of Technology Commercialization della Texas Tech University.