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Secondo un nuovo studio, l’utilizzo dell’ancoretta sbagliata in un laboratorio di chimica può introdurre errori.
Gli scienziati hanno scoperto che le ancorette realizzate in PTFE, più comunemente noto come Teflon, possono introdurre errori in una reazione di laboratorio standard utilizzata per manipolare le proprietà dei nanotubi di carbonio o nitruro di boro.
Le ancorette sono barre simili a pellet di metallo ferromagnetico ricoperte di PTFE che si trovano sul fondo di un bicchiere. Un campo magnetico rotante fa girare le ancorette. Permettono ai ricercatori di mescolare una soluzione in un pallone chiuso senza agitazione manuale.
Un nuovo articolo pubblicato su ACS Omega delinea cosa accade quando gli scienziati utilizzano ancorette in PTFE per funzionalizzare i nanotubi attraverso la riduzione di Billups-Birch, una reazione utilizzata da tempo che libera gli elettroni per legarsi con altri atomi.
Gli scienziati spesso utilizzano la riduzione per rendere i nanotubi più adatti alla funzionalizzazione, il processo di personalizzazione per applicazioni mediante l'aggiunta di molecole come proteine.
Può essere semplice come disperdere i nanotubi in un bagno chimico carico delle molecole che desideri aggiungere. Billups-Birch, un processo in una sola fase utilizzato per funzionalizzare i nanotubi con una varietà di molecole, è uno di questi metodi, dicono i ricercatori. Edward Billups, professore emerito di chimica alla Rice University, ha contribuito a sviluppare il metodo.
Quando lo hanno usato per modificare i nanotubi di nitruro di boro, i ricercatori sono rimasti sorpresi nel vedere i loro tubi diventare grigi mentre le ancorette in PTFE sono diventate nere. L'analisi termogravimetrica standard, solitamente adeguata per individuare prove di funzionalizzazione, non ha rilevato nulla di sbagliato, ma i ricercatori sì.
"A parte questo, non siamo riusciti a ottenere risultati coerenti", afferma Angel Martí, professore associato di chimica, bioingegneria, scienza dei materiali e nanoingegneria.
“A volte otterremmo una funzionalizzazione molto elevata, o una funzionalizzazione apparente, e talvolta no. È stato davvero strano.
Hanno scoperto che il litio nel solvente a base di ammoniaca utilizzato nella reazione Billups-Birch reagiva con il PTFE bianco delle barre, trasformandole in nere.
“Poiché i nanotubi di carbonio sono neri, sarebbe facile credere che i nanotubi si depositino sulle barre durante tutta la reazione”, spiega Martí. “Ma non è quello che succede. Abbiamo scoperto che in condizioni Billups-Birch, il PTFE reagisce.
"Il Teflon generalmente non reagisce con nulla", dice. “Ecco perché viene utilizzato nelle ancorette e nelle pentole. Ecco perché è anche facile trascurare ciò che abbiamo visto accadere in laboratorio”.
Una ricerca in letteratura non ha rivelato nulla riguardo all'evitare il PTFE a Billups-Birch, dice Marti. «Anche quello era strano. Forse tutti gli altri lo sanno, ma nel caso in cui decidessimo di esplorare il problema. Ecco perché abbiamo deciso di scrivere un articolo”.
I ricercatori sospettano che la reazione inaspettata con il Teflon stia creando radicali che riducono l'efficienza della reazione e che possono attaccare il nitruro di boro o i nanotubi di carbonio. Nel frattempo, la loro rapida soluzione al problema è forse la più semplice.
"Ora utilizziamo ancorette rivestite in vetro", afferma Martí. “Il vetro è completamente inerte. Questo ci dà riproducibilità e buona funzionalizzazione”.
La National Science Foundation, l'Air Force Office of Scientific Research e la Welch Foundation hanno sostenuto la ricerca.
Fonte: Rice University
DOI studio originale: 10.1021/acsomega.8b03677