Les agitateurs en téflon peuvent fausser la science en laboratoire

Jun 07, 2023

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Utiliser le mauvais agitateur dans un laboratoire de chimie peut introduire des erreurs, selon une nouvelle étude.

Les scientifiques ont découvert que les barres d'agitation en PTFE, plus communément appelées Téflon, peuvent introduire des erreurs dans une réaction de laboratoire standard utilisée pour manipuler les propriétés des nanotubes de carbone ou de nitrure de bore.

Les barres d'agitation sont des tiges en forme de pastilles en métal ferromagnétique recouvertes de PTFE qui se trouvent au fond d'un bécher. Un champ magnétique rotatif fait tourner les barres d'agitation. Ils permettent aux chercheurs de mélanger une solution dans un flacon fermé sans agitation manuelle.

Un nouvel article dans ACS Omega décrit ce qui se passe lorsque les scientifiques utilisent des barres d'agitation en PTFE pour fonctionnaliser des nanotubes par réduction Billups-Birch, une réaction utilisée depuis longtemps qui libère les électrons pour qu'ils se lient à d'autres atomes.

Les scientifiques utilisent souvent la réduction pour rendre les nanotubes plus faciles à fonctionnaliser, processus consistant à les personnaliser pour des applications en ajoutant des molécules telles que des protéines.

Cela peut être aussi simple que de disperser des nanotubes dans un bain chimique chargé des molécules que vous souhaitez ajouter. Selon les chercheurs, Billups-Birch, un processus en une étape utilisé pour fonctionnaliser des nanotubes avec une variété de molécules, est l'une de ces méthodes. Edward Billups, professeur émérite de chimie à l'Université Rice, a contribué au développement de la méthode.

Lorsqu'ils l'ont utilisé pour modifier des nanotubes de nitrure de bore, les chercheurs ont été surpris de voir leurs tubes devenir gris tandis que les barres d'agitation en PTFE devenaient noires. L'analyse thermogravimétrique standard, généralement suffisante pour détecter des preuves de fonctionnalisation, n'a rien détecté d'anormal, mais les chercheurs l'ont fait.

"En dehors de cela, nous ne pouvions pas obtenir de résultats cohérents", explique Angel Martí, professeur agrégé de chimie, de bio-ingénierie, de science des matériaux et de nano-ingénierie.

« Parfois, nous obtenions une fonctionnalisation très élevée – ou une fonctionnalisation apparente – et parfois non. C'était vraiment étrange.

Ils ont découvert que le lithium présent dans le solvant à base d'ammoniac utilisé dans la réaction Billups-Birch réagissait avec le PTFE blanc des barres, les rendant noires.

"Comme les nanotubes de carbone sont noirs, il serait facile de croire que des nanotubes se sont déposés sur les barres tout au long de la réaction", explique Martí. «Mais ce n'est pas ce qui se passe. Nous avons constaté que dans les conditions Billups-Birch, le PTFE réagit.

« Le téflon ne réagit généralement pas avec quoi que ce soit », dit-il. « C'est pourquoi il est utilisé dans les barres remuer et dans les ustensiles de cuisine. C’est pourquoi il est également facile de négliger ce que nous avons vu se produire en laboratoire.

Une recherche dans la littérature n'a rien révélé sur la nécessité d'éviter le PTFE dans le Billups-Birch, dit Marti. «C'était étrange aussi. Peut-être que tout le monde le sait, mais juste au cas où nous déciderions d'explorer le problème. C'est pourquoi nous avons décidé de rédiger un article.

Les chercheurs soupçonnent que la réaction inattendue avec le téflon crée des radicaux qui réduisent l'efficacité de la réaction et qui peuvent attaquer le nitrure de bore ou les nanotubes de carbone. En attendant, leur solution rapide au problème est peut-être la plus simple.

« Maintenant, nous utilisons des barres d'agitation recouvertes de verre », explique Martí. « Le verre est complètement inerte. Cela nous donne une reproductibilité et une bonne fonctionnalisation.

La National Science Foundation, l’Air Force Office of Scientific Research et la Welch Foundation ont soutenu la recherche.

Source : Université Rice

Étude originale DOI : 10.1021/acsomega.8b03677