Großflächige Einzel-Chiralitäts-Trennung von Einzelwand-Kohlenstoffnanoröhren durch einfache Gelchromatographie

Monostrukturierte Einzelwand-Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) sind sowohl in der wissenschaftlichen Forschung als auch in elektronischen und biomedizinischen Anwendungen wichtig; jedoch bleibt die Massen-Trennung von SWCNTs in Populationen von Einzel-Chiralitäts-Nanoröhren eine Herausforderung. Hier berichten wir über eine einfache und effektive Methode zur großflächigen Chiralitäts-Trennung von SWCNTs mittels einer einstufigen Tensid-Multikolonnen-Gelchromatographie unter Verwendung eines Tensids und einer Reihe vertikal verbundener Gel-Säulen. Diese Methode basiert auf der strukturellen abhängigen Wechselwirkungsstärke von SWCNTs mit einem auf Allyldextrin basierenden Gel. Das Überladen einer SWCNT-Dispersion auf der oberen Säule führt dazu, dass die Adsorptionsstellen der Säule vollständig von den Nanoröhren besetzt werden, die die stärkste Wechselwirkung mit dem Gel aufweisen. Die ungebundenen Nanoröhren fließen zur nächsten Säule, und die Nanoröhren mit der zweitstärksten Wechselwirkung mit dem Gel werden in dieser Phase adsorbiert. Auf diese Weise wurden 13 verschiedene (n, m) Spezies getrennt. Metallische SWCNTs wurden schließlich als ungebundene Nanoröhren gesammelt, da sie die geringste Wechselwirkung mit dem Gel aufwiesen. Die großflächige Trennung von Einzelwand-Kohlenstoffnanoröhren in Populationen von einzelner Chiralität stellt eine bedeutende Herausforderung bei der praktischen Anwendung von Nanoröhren dar. Nun wurde die großflächige Trennung von 13 verschiedenen Kohlenstoffnanoröhrenspezies durch Multikolonnen-Gelchromatographie erreicht.