برخی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نیازمند برهمکنشی در سطح تماس جامد و مایع هستند. پژوهشگران آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس با چاپ مقاله‌ای در نشریه Nature Nanotechnology نشان دادند که نانولوله‌های کربنی نیمه‌هادی دارای پتانسیل شناسایی و رهگیری تک مولکول‌ها در آب هستند.
استفاده از نانولوله‌های کربنی برای شناسایی و رهگیری تک مولکول‌ها
برخی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نیازمند برهمکنشی در سطح تماس جامد و مایع
هستند. پژوهشگران آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس با چاپ مقاله‌ای در نشریه Nature
Nanotechnology نشان دادند که نانولوله‌های کربنی نیمه‌هادی دارای پتانسیل
شناسایی و رهگیری تک مولکول‌ها در آب هستند.
با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپی با سرعت بالا، آنها دریافتند که می‌توان
حرکت مولکول‌های منفرد را در سطح تماس آب شناسایی و رهگیری کرد. روش‌های
رایج برای بررسی مولکول‌ها را نمی‌توان برای آب استفاده کرد زیرا نیاز به
فشار پایین است، نظیر آنچه که در فضا است. این تیم تحقیقاتی امیدوار است که
بتوانند از این روش برای تولید شناساگرهای تک مولکولی مبتنی بر نانولوله
کربنی استفاده کرد و از آنها در محیط‌های شیمیایی و زیستی استفاده نمود.
نیمه‌رسانای سولفید قلع روی مس (CZTS) را می‌توان بعنوان یک ماده الکترود
شمارنده موثر بجای فلز پلاتین استفاده کرد و پیل خورشیدی حساس شده با رنگ‌دانه آلی
کارآمد و ارزانی ساخت. نانوبلورهای CZTS تولید شدند و سپس با روش چرخشی روی شیشه
اکسید قلع دوپ‌شده با فلوئور (FTO) روکش داده شدند.
حرکت مولکولی و اتصال به سطح، در شیمی اهمیت بسیاری دارد به‌طوری که از تولید
آمونیاک روی فلز گرفته تا اکسیداسیون آنزیمی گلوکز از این موضوع بهره‌مند هستند.
اتصال به سطح از طریق حرکت منفرد مولکول‌ها آغاز شده و با برخورد به سطح هدف پایان
می‌پذیرد. مولکول‌ها در سطح حرکت می‌کنند، انها می‌توانند با مولکول‌های دیگر
برخورد کرده و موجب واکنش شیمیایی گردند.
در آزمایشات رایج “علم سطح” از این فرآیندها در خلاء تصویربرداری می‌شود تا
مولکول‌های موجود در هوا نتوانند روی تصویر مشکل ایجاد کنند. در محلول‌هایی نظیر آب
نمی‌توان به‌طور مستقیم این کار را انجام داد. بنابراین محققان به‌دنبال ماده‌ای
جایگزین هستند تا بتوانند مولکول‌های منفرد را در آب شناسایی کرده و برای کاربرد در
علم سطح ازآنها استفاده کنند.
یک تیم تحقیقاتی متشکل از دانشمندانی از آزمایشگاه لوس‌آلموس ( جارد کورچت، جوان
دوکیو، جیم وارنز و استیو دورن) از نانولوله‌های کربنی نشر کننده نور به‌عنوان
شناساگر استفاده کردند. با روشی که پیش از این توسط محققان دیگری ارائه شده است،
این تیم تحقیقاتی از صابون و آب برای پایدار کردن نانولوله‌ها استفاده کردند و سپس
با استفاده از دوربین ویدئویی با سرعت بالا مستقیما از آن تصویر گرفتند. زمانی که
نور لیزر به آنها برخورد می‌کرد، نانولوله‌ها می‌درخشیدند، همانند یک تکه چوب
درخشان.
زمانی که نانولوله‌های کربنی درخشان درون آب، در معرض مواد شیمیایی مختلف قرار
می‌گیرند، به‌محض بمباران سطح، نقاط مشخصی روی آنها شروع به تاریک شدن می‌کنند. با
این کار می‌توان فهمید که یک مولکول با چه قدرتی به سطح چسبیده است. محققان در حال
حاضر به بررسی چگونگی واکنش‌های شیمیایی در سطح نانولوله‌ها پرداخته‌اند.
