Medición de la interacción entre nanotubos y conjuntos de átomos
(NC&T) En su búsqueda para encontrar la respuesta, unos investigadores han podido medir por primera vez una interacción específica para un solo grupo funcional con nanotubos de carbono utilizando la microscopía de fuerza química, una técnica para el ámbito nanométrico que mide las fuerzas de interacción usando diminutos sensores semejantes a muelles.
Los grupos funcionales son los grupos más pequeños de átomos específicos dentro de una molécula que determinan las reacciones químicas características de ésta.
El equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y sus colegas han encontrado que la fuerza de la interacción no sigue las tendencias convencionales de incremento de la polaridad o de rechazo del agua.
En cambio, depende de las intrincadas interacciones electrónicas entre los nanotubos y el grupo funcional.
Entender las interacciones entre los nanotubos de carbono y los grupos químicos funcionales individuales resulta necesario para el diseño de las futuras generaciones de sensores y nanodispositivos que dependan del acoplamiento de esos componentes en una sola molécula.
Los nanotubos de carbono son sumamente pequeños, lo que hace muy difícil medir la fuerza de adherencia de una molécula individual a la superficie de tales nanotubos. En el pasado, los investigadores tenían que depender de los modelos por ordenador, las mediciones indirectas y las laboriosas pruebas en la escala micrométrica.
 | | Unos investigadores han podido medir por primera vez una interacción específica para un solo grupo funcional con nanotubos de carbono utilizando la microscopía de fuerza química. (Foto: Scott Dougherty, LLNL) |
Pero el equipo de Livermore ha ido un paso más allá para conseguir una medición más exacta. Han logrado una verdadera interacción de un solo grupo funcional reduciendo el área de contacto del nanotubo-sonda aproximadamente a 1,3 nanómetros. Y los cálculos demuestran que había una fuerte dependencia de la fuerza de la interacción con la estructura electrónica del sistema de molécula - nanotubo de carbono.
Esta investigación abre un nuevo potencial para la ciencia de los materiales a escala nanométrica.
La capacidad de medir las interacciones al nivel de un solo grupo funcional podría eliminar gran parte del trabajo de suposición que forma parte del diseño de los nuevos materiales a base de nanocompuestos, los nanosensores o el ensamblaje molecular, los cuales a su vez podrían ayudar a producir en el futuro materiales mejores y más fuertes, así como dispositivos y sensores más sensibles.
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