Facile route towards the individualizationof Single-Wall Carbon Nanotubes

Abstract

Los nanotubos de carbono de pared simple, un alótropo de carbono 1D, han llamado la atención de investigadores debido a sus propiedades eléctricas, térmicas, mecánicas y ópticas. La naturaleza de estas propiedades está determinada por su diámetro y quiralidad. A pesar de que se han realizado varios estudios, el uso de los nanotubes SWCNTs sigue siendo limitado debido a la dificultad para ser clasificados. Durante su síntesis, los nanotubos de capa simple crecen y se agrupan en paquetes o “forest” que contienen una mezcla de tubos con diferentes diámetros y estructuras. Para aprovechar sus propiedades intrŋnsecas, se requiere un proceso de separación posterior a su síntesis. Los principales métodos de individualización existentes están basados en el uso of surfactantes o funcionalización en las paredes laterales de los nanotubos lo cual afecta sus propiedades electrónicas. En este trabajo se desarrolló un nuevo método para la individualización de SWCNTs que no requiere el uso de ningún surfactante sino un disolvente polar, tetrahidrofurano (THF). A través de la intercalación con metales alkalinos (i.e. sodio o potasio), un efecto de transferencia de carga in-situ es producido en los nanotubos y se induce un desacoplamiento parcial de los nanotubos. Hemos obtenido con éxito un gran número de nanotubos individuales cristalinos confirmados por el Radial Breathing Mode (RBM) en la caracterización por espectroscopía Raman, microscopía electrónica de escaneo (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Adicionalmente, el análisis reveló diferentes grados de funcionalización en los nanotubos dependiendo en el tiempo de sonicación empleado lo cual implica una nueva forma de obtener nanotubos individuales con o sin funcionalización en la superficie.