Nanotubos de carbono que se encuentra fluorescencia

Las propiedades ópticas podrían resultar útiles en biomédica, nanoelectrónica applicationsHOUSTON-- 29 de julio - Añadir fluorescencia a la creciente lista de propiedades físicas únicas asociadas con los nanotubos de carbono - el ultra pequeño, niño prodigio ultrafuerte de la familia de moléculas de fullereno carbono.

En la investigación se detalla en la edición actual de la revista Science, un equipo de químicos de la Universidad de Rice, dirigido por descubridor fullereno y premio Nobel Richard Smalley describe las primeras observaciones de la fluorescencia en los nanotubos de carbono. La fluorescencia se produce cuando una sustancia absorbe una longitud de onda de la luz y emite una longitud de onda diferente en respuesta. Los experimentos de arroz, realizadas por el grupo de Smalley y el equipo de investigación de fotofísica químico Bruce R. Weisman, encontraron que los nanotubos absorben y se emitían luz en el espectro infrarrojo cercano, lo que podría resultar útil en aplicaciones biomédicas y la nanoelectrónica.

"Algunas de las pruebas biomédicas más sofisticadas de hoy - como exámenes de resonancia magnética - no se puede realizar en el consultorio de un médico, ya que el equipo es demasiado grande y demasiado caro para operar", dijo Smalley, profesor de la Universidad de Rice. "Porque nada en el cuerpo humano emite fluorescencia en el espectro del infrarrojo cercano, y el tejido humano es bastante transparente en ese espectro, uno puede imaginar un aparato de ensayo basado en esta tecnología que sería tan barato y fácil de usar como ultrasonido."

Biosensores ópticos basados ??en nanotubos también pueden ser dirigidos a buscar a objetivos específicos dentro del cuerpo, tales como células tumorales o tejidos inflamados. Targeting se lograría envolviendo los tubos con una proteína que se unen sólo a las células diana. Dado que los nanotubos de fluorescencia con una sola longitud de onda de la luz, y diferentes nanotubos de diámetro emiten diferentes longitudes de onda, puede ser posible adaptar diferentes tamaños de tubos de buscar objetivos específicos, y por lo tanto el diagnóstico de múltiples enfermedades en una sola prueba utilizando un cóctel de nanotubos.

Los nanotubos de carbono son un miembro de la familia de moléculas de fullereno de carbono, una tercera forma molecular de carbono que es distinta de diamante y el grafito. El descubrimiento de los fullerenos en 1985 ganó Smalley una participación del Premio Nobel.

Como todos los fullerenos, nanotubos de carbono son extraordinariamente estable y casi impermeable a la radiación y destrucción química. Son lo suficientemente pequeño para migrar a través de las paredes de las células, conducir la electricidad, así como cobre, conducir el calor, así como el diamante y son 100 veces más fuerte que el acero a una sexta parte del peso.

Gran parte de la investigación actual de Smalley implica cerrar la brecha entre la nanotecnología "húmedo" - la maquinaria molecular, bioquímica de la vida - y "secos", los nanomateriales insolubles como fullerenos. Con ese fin, el laboratorio de Smalley ha batido a cabo docenas de variedades de fullerenos solubles envolviendo nanotubos en diversos polímeros, que incluyen proteínas, almidones y ADN.

En los experimentos de fluorescencia, Smalley y equipos de Weisman observaron el efecto sólo en nanotubos que eran desenredado y aislado de tubos vecinos. Los investigadores bombardearon grupos de nanotubos con las ondas sonoras de alta frecuencia para separarlos, y encerrados cada tubo individual en una molécula de dodecilsulfato de sodio con el fin de aislarlo de sus vecinos. La fluorescencia se observó en ambos nanotubos de fricción y de polímero-envuelta.

Además de las aplicaciones biomédicas, la investigación de fluorescencia podría resultar útil en el campo de la nanoelectrónica, ya que confirma que los nanotubos son semiconductores directos banda-GAP, lo que significa que emiten luz de una manera que podría ser útil para los ingenieros en la industria de la fibra óptica.

Investigadores descubren