Yates با همکاری J. Karl Johnson استاد مهندسی شیمی دانشگاه Pitt ، تحقیقات وسیعی در مورد استفاده از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره به عنوان لوله‌های آزمایشی کوچک انجام داده است. Yates که مدیریت مرکز علوم سطح را در دانشگاه Pitt بر عهده دارد، می‌گوید: «انجام واکنش‌های شیمی درون لوله‌های آزمایشی نانومقیاس، امکان بررسی نقش محدودیت فوق‌العاده مولکولی را روی رفتار شیمیایی فراهم می‌آورد».
تولید کوچک‌ترین لوله آزمایش دنیا توسط محققان دانشگاه Pitts
یاتس (Yates) و جانسون ( Johnson J. Karl)، اساتید دانشگاه Pitt ، تحقیقات وسیعی در موردِ استفاده از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره به عنوان لوله‌های آزمایشی کوچک انجام داده اند. یاتس می‌گوید: ” انجام واکنش‌های شیمی درون لوله‌های آزمایشی نانومقیاس، امکان بررسی نقش محدودیت فوق‌العاده مولکولی را روی رفتار شیمیایی فراهم می‌آورد”. یاتس روش‌های جدیدی برای اندازه‌گیری تعداد نسبی مولکول‌های جذب‌شده داخل و خارج نانولوله‌ها توسعه داده است. از سوی دیگر، جانسون نتایج آزمایش‌های تجربی را بررسی نموده و از طریق مدل‌سازی مولکولی تئوری، جزئیات بیشتری را از آنچه تنها با آزمایش‌های تجربی قابل دستیابی است، فراهم می‌کند. یاتس و جانسون به نتایج بسیار جالبی در مورد مولکول‌های آب محدود شده در نانولوله‌های کربنی تک‌جداره دست یافتند. مولکول‌های آب درون نانولوله‌ها به شکل یک حلقه متشکل از هفت مولکول آب به یکدیگر پیوند می‌یابند. یاتس و جانسون دریافتند که این حلقه‌ها همانند توده‌ای از شیرینی‌های حلقه‌ای در طول نانولوله کنار هم قرار می‌گیرند. این حلقه‌ها را پیوندهای هیدروژنی دیگری که در مقایسه با پیوندهای هیدروژنی موجود درون مولکول‌های هر حلقه، از کشش بسیار بیشتری برخوردارند، به یکدیگر متصل می‌کنند. این محققان ابتدا از طریق فرکانس ارتعاشی منفرد غیرمعمول این پیوندها، به وجود آنها پی بردند و از طریق مدل‌سازی ویژگی‌های آن را نتیجه گرفتند. یاتس می‌گوید:” رفتار آب به عنوان یک حلال درون نانولوله‌ها، به دلیل ساختار حلقوی و وجود پیوندهای هیدروژنی جدید کشف شد که نسبت به رفتار آن در شرایط معمولی تفاوت زیادی دارد”. تحقیق دیگری نشان داد که مولکول‌های فعال محدودشده درون نانولوله‌ها، به وسیله دیواره‌های نانولوله از واکنش با اجزای فعالی مانند هیدروژن اتمی (که یکی از فعال‌ترین اجزای شناخته شده در شیمی است) به شدت محافظت می‌شوند. این کار نشان می‌دهد که محققان می‌توانند برای محافظت مولکول‌ها از واکنش با یکدیگر، آنها را درون نانوله‌ها ذخیره نمایند، در این حالت مولکول‌های درون نانولوله می‌توانند به راحتی با یکدیگر واکنش دهند. این تحقیق پیشرفته می‌تواند به فناوری‌های بعدی مبتنی بر نانولوله‌های کربنی تک‌جداره مانند داروهای رهاشونده در زمان مشخص، و ماسک‌های گاز بسیار مؤثر برای جداسازی گازهای سمی منجر گردد. به علاوه، تحقیقات آنها می‌تواند نگاهی جدید به شیمی پایه را به وجود آورد. یاتس می‌گوید: “محدود کردن مواد درون نانولوله‌ها می‌تواند به محدوده‌ای از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی جدید برای مولکول‌های محدودشده بینجامد. این امر امکان کنترل بیشتر مواد را برای شیمی‌دان‌ها فراهم می‌آورد”. نتایج کار این محققان در مجله American Chemical Society منتشر شده است.
