Тефлоновые мешалки могут исказить результаты лабораторных исследований

Jun 07, 2023

Вы можете поделиться этой статьей в соответствии с лицензией Attribution 4.0 International.

Согласно новому исследованию, использование неправильной мешалки в химической лаборатории может привести к ошибкам.

Ученые обнаружили, что мешалки, изготовленные из ПТФЭ, более известного как тефлон, могут вносить ошибки в стандартную лабораторную реакцию, используемую для управления свойствами углеродных или нитридных борных нанотрубок.

Мешалки представляют собой шарикообразные стержни из ферромагнитного металла, покрытые ПТФЭ, которые помещаются на дно стакана. Вращающееся магнитное поле вращает мешалки. Они позволяют исследователям смешивать раствор в закрытой колбе без ручного перемешивания.

В новой статье в ACS Omega описывается, что происходит, когда ученые используют мешалки из ПТФЭ для функционализации нанотрубок посредством восстановления Биллапса-Берча, давно используемой реакции, которая высвобождает электроны для связывания с другими атомами.

Ученые часто используют восстановление, чтобы сделать нанотрубки более поддающимися функционализации, процесс настройки их для применения путем добавления молекул, таких как белки.

Это может быть так же просто, как диспергировать нанотрубки в химической ванне, наполненной молекулами, которые вы хотите добавить. По словам исследователей, одним из таких методов является метод Биллапса-Берча, одноэтапный процесс, используемый для функционализации нанотрубок различными молекулами. Эдвард Биллапс, почетный профессор химии Университета Райса, помог разработать метод.

Когда они использовали его для модификации нанотрубок из нитрида бора, исследователи были удивлены, увидев, что их трубки стали серыми, а стержни мешалки из ПТФЭ почернели. Стандартный термогравиметрический анализ, которого обычно достаточно, чтобы увидеть доказательства функционализации, не обнаружил ничего плохого, но исследователи это заметили.

«Кроме этого, мы не смогли получить последовательные результаты», — говорит Анхель Марти, доцент кафедры химии, биоинженерии, материаловедения и наноинженерии.

«Иногда мы получали очень высокую функционализацию — или кажущуюся функционализацию — а иногда нет. Это было действительно странно».

Они обнаружили, что литий в растворителе на основе аммиака, использованном в реакции Биллапса-Берча, вступал в реакцию с белым ПТФЭ из брусков, делая их черными.

«Поскольку углеродные нанотрубки черные, было бы легко поверить, что нанотрубки отлагались на стержнях в ходе реакции», — говорит Марти. «Но этого не происходит. Мы обнаружили, что в условиях Биллапса-Берча ПТФЭ реагирует.

«Тефлон обычно ни на что не реагирует», — говорит он. «Вот почему его используют в мешалках и в кухонной посуде. Вот почему также легко не заметить то, что мы видели в лаборатории».

По словам Марти, поиск литературы ничего не дал об отказе от использования ПТФЭ в Биллапс-Берче. «Это тоже было странно. Может быть, все остальные знают, но на всякий случай мы решили изучить проблему. Вот почему мы решили написать статью».

Исследователи подозревают, что неожиданная реакция с тефлоном приводит к образованию радикалов, которые снижают эффективность реакции и могут атаковать нитрид бора или углеродные нанотрубки. А пока их быстрое решение проблемы, пожалуй, самое простое.

«Теперь мы используем мешалки со стеклянным покрытием», — говорит Марти. «Стекло полностью инертно. Это дает нам воспроизводимость и хорошую функционализацию».

Исследование поддержали Национальный научный фонд, Управление научных исследований ВВС и Фонд Уэлча.

Источник: Университет Райса.

DOI оригинального исследования: 10.1021/acsomega.8b03677.