Вчені з США, Великобританії та Іспанії розробили новий метод очищення вуглецевих нанотрубок. У двохстадійному процесі використовували звичайну мікрохвильову піч. Результати роботи опубліковані в журналі.
Для практичного застосування нанотрубок необхідна їх висока хімічна чистота. Однак у процесі синтезу з вуглецевмісних газів у них залишаються слідові кількості металевого каталізатора, найчастіше заліза. Його видалення представляє складне завдання, оскільки в процесі синтезу частинки заліза покриваються шаром вуглецю. Як правило, для видалення металу застосовують азотну кислоту, що нітає суміш або перманганат калію, однак ці сильні окислювачі можуть пошкодити нанотрубки, знижуючи їх якість.
Співробітники Університету Райса в Х'юстоні, штат Техас, британського Університету Суонсі та іспанського Сарагосського університету запропонували проводити очищення нанотрубок у дві стадії. На першій стадії вони протягом хвилини нагріли продукт синтезу в побутовій 1000-ваттній мікрохвильовій печі в присутності атмосферного повітря. Випромінювання видалило аморфні вуглецеві оболонки з залишків каталізатора і викликало реакцію металу з киснем, що підвищило ступінь його окислення з Fe (0) до Fe (II )/Fe (III). Таке окислене залізо легше вступає в реакцію з галогенами.
На другій стадії нанотрубки обробили при 600 градусах Цельсія у вакуумі газоподібним хлором. Хлорид заліза, що утворився, видалили аргоном. За тим, наскільки чистими виходили нанотрубки, дослідники спостерігали за допомогою термогравіметричного і диференційного термічного аналізу, скануючої і трансмісійної електронної мікроскопії, рентгенівського фотоелектронного аналізу і раманівської спектроскопії.
З'ясувалося, що новий метод ефективно знизив кількість заліза як в одностінних, так і в багатостінних нанотрубках до незначних величин. При цьому якість самого наноматеріалу не постраждала. Крім видалення каталізатора обробка нанотрубок мікрохвильовим випромінюванням покращувала термічну стабільність, механічні властивості та електричну провідність нанотрубок.
Вуглецеві нанотрубки - це наноматеріал, що складається з одного або декількох шарів графена, згорнутих у трубку. Завдяки своїм механічним, електричним, термічним і оптичним властивостям нанотрубки знаходять все більш широке застосування в електроніці, композитних матеріалах, біомедицині та інших областях.