Michael Blades skakar en liten flaska vätska och ser hur små svarta prickar virvlar runt. Varje fläck representerar ett kluster av miljontals kolnanorör (CNT).

CNT är rullade ark av grafen, en av formerna av kol. De mäter bara 1 eller 2 nanometer i diameter (1nm motsvarar en miljarddels meter), de varierar i längd från 100nm till flera centimeter, och de finns i en mängd olika strukturer.

CNT har många unika optiska, elektriska och mekaniska egenskaper som gör dem användbara i biologiska, miljö och andra tillämpningar.

Men deras storlek gör dem svåra att upptäcka, undersöka och manipulera.

Blad, en senior elektroteknik och fysik dubbel-distor, arbetade med det här problemet förra sommaren i en forskarpraktik med Lehighs Environmental Initiative. Han fortsätter sin studie av CNT i höst med Slava Rotkin, docent i fysik.

"Kolnanorör måste placeras exakt för att fungera korrekt, ” säger Blades. "Problemet är att inte bara är nanorör mycket små, de är också väldigt osamarbetsvilliga.”

Ett sökande efter rätt ljuskälla

Innan CNT kan studeras, klustren måste separeras så att enskilda rör kan observeras. Sedan, ljus riktas mot dem. Ett rör avslöjar sin närvaro genom att genomgå fotoluminescens och "glöda".

I sin praktik, Bladen tilldelades att montera ett epifluorescerande optiskt mikroskop som kan se CNT.

Han provade först en halogenlampa som ljuskälla.

"När du har en ljuskälla, filamentbilden överlagras på ditt prov, ” säger Blades. "Det ljusa infraröda bikakemönster som lampan avgav var för distraherande för att hitta relativt svaga nanorör."

Nästa, han bytte till en grön laser, vilket fick nanorören att avge ljus i det infraröda.

Infrarött ljus är inte synligt för blotta ögat, så Blades vände sig till en digitalkamera, som har en laddningskopplad enhet med en våglängdskänslighet som är större än det mänskliga ögat.

Ta bort det infraröda filtret från en webbkamera, han riktade den mot pärlor som hade färgats med ett infrarött fluorescerande färgämne. Han var på rätt väg:pärlorna var synliga.

Men när han använde webbkameran för att se det fluorescerande ljuset från CNT, detta fungerade inte eftersom räckvidden för de infraröda sensorerna var otillräcklig.

En ny roll för en gammal kamera

Lösningen visade sig vara precis hemma.

"Jag hade den här gamla [Sony] videokameran med ett infrarött läge som heter "nattbild, " säger Blades. "Den har en räckvidd som sträcker sig 200nm längre in i det infraröda än en vanlig kamera."

Efter att ha testat kameran med mikroskopet, han såg CNT-fluorescens "utan tvekan."

Men det finns fortfarande utmaningar.

"Många saker fluorescerar när du lyser intensivt ljus på dem, säger Blades, inklusive damm och till och med mikroskopstadiet som proverna placeras på. Vibrationer kan få scenen att skaka, flytta provet. Också, ljuskällan verkar svagare med vissa lösningar. Bladen kan inte identifiera enskilda rör ännu, men han arbetar för att eliminera variabler.

Rotkin berömmer Blades för hans kreativitet.

"Michael är extremt uppfinningsrik, ” säger han. "Det fanns hinder, men han ringde in dem med ovanliga lösningar.”

"Det har varit väldigt roligt att göra det här, ” säger Blades. "Jag gillar att smutsa ner händerna."