En noggrann studie av Rice University har gett en mängd ny information om enkelväggiga kolnanorör genom analys av deras fluorescens.
Det aktuella numret av tidskriften American Chemical Society ACS Nano innehåller en artikel om arbete av kemisten Bruce Weismans rislab för att förstå hur längderna och defekterna hos enskilda nanorör påverkar deras fluorescens – i det här fallet, ljuset som de avger vid nära-infraröda våglängder.
Forskarna fann att de ljusaste nanorören av samma längd visar konsekvent fluorescensintensitet, och ju längre röret, desto ljusare. "Det finns en ganska väldefinierad gräns för hur ljusa de ser ut, "Sade Weisman." Och den maximala ljusstyrkan är proportionell mot längden, vilket tyder på att dessa rör inte påverkas av brister."
Men de fann att ljusstyrkan bland nanorör av samma längd varierade mycket, troligtvis på grund av skadade eller defekta strukturer eller kemiska reaktioner som gjorde att atomer kunde haka fast på ytan.
Studien rapporterades först i slutet av förra året av Weisman, huvudförfattare/tidigare doktorand Tonya Leeuw Cherukuri och postdoktor Dmitri Tsyboulski detaljerade metoden med vilken Cherukuri analyserade egenskaperna hos 400 individuella nanorör av en specifik fysisk struktur känd som (10, 2).
"Det är en hyllning till Tonyas engagemang och talang att hon kunde göra det här stora antalet exakta mätningar, "Weisman sa om sin tidigare elev.
Forskarna tillämpade spektralfiltrering för att selektivt se den specifika typen av nanorör. "Vi använde spektroskopi för att ta detta mycket polydispersa prov som innehåller många olika strukturer och studera bara en av dem, den (10, 2) nanorör, " sa Weisman. "Men även inom den ena typen, det finns ett brett utbud av längder."
Weisman sa att studien involverade att utpeka ett eller två isolerade nanorör i taget i ett utspätt prov och hitta deras längder genom att analysera videor av rörliga rör som fångats med ett speciellt fluorescensmikroskop. Filmerna gjorde det också möjligt för Cherukuri att katalogisera sin maximala ljusstyrka.
"Jag tänker på dessa rör som fluorescensunderpresterande, " sa han. "Det finns några ljusa som fluorescerar till sin fulla potential, men de flesta av dem är bara slackers, och de är hälften så ljusa, eller 20 procent så ljus, som de borde vara.
"Vad vi vill göra är att ändra den fördelningen och lämna inget rör bakom oss, försök få dem alla till toppen. Vi vill veta hur deras fluorescens påverkas av tillväxtmetoder och bearbetning, för att se om vi orsakar skada som orsakar nedtoningen.
"Det här är insikter du verkligen inte kan få från mätningar på bulkprover, " han sa.
Doktoranden Jason Streit utökar Cherukuris forskning. "Han har utvecklat ett sätt att automatisera experimenten så att vi kan bilda och analysera dussintals nanorör samtidigt. snarare än en eller två. Det kommer att låta oss göra på ett par veckor vad som hade tagit månader med den ursprungliga metoden, sa Weisman.
