Agitadores de teflon podem distorcer a ciência do laboratório

Jun 07, 2023

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Usar a barra de agitação errada em um laboratório de química pode introduzir erros, de acordo com um novo estudo.

Os cientistas descobriram que barras de agitação feitas de PTFE, mais comumente conhecidas como Teflon, podem introduzir erros em uma reação de laboratório padrão usada para manipular as propriedades de nanotubos de carbono ou nitreto de boro.

As barras de agitação são hastes semelhantes a pellets de metal ferromagnético cobertas com PTFE que ficam no fundo de um béquer. Um campo magnético rotativo gira as barras de agitação. Eles permitem que os pesquisadores misturem uma solução em um frasco fechado sem agitação manual.

Um novo artigo da ACS Omega descreve o que acontece quando os cientistas usam barras de agitação de PTFE para funcionalizar nanotubos por meio da redução de Billups-Birch, uma reação usada há muito tempo que libera elétrons para se ligarem a outros átomos.

Os cientistas costumam usar a redução para tornar os nanotubos mais receptivos à funcionalização, o processo de personalizá-los para aplicações adicionando moléculas como proteínas.

Isso pode ser tão simples quanto dispersar nanotubos em um banho químico carregado com as moléculas que você deseja adicionar. Billups-Birch, um processo de uma etapa usado para funcionalizar nanotubos com uma variedade de moléculas, é um desses métodos, dizem os pesquisadores. Edward Billups, professor emérito de química na Rice University, ajudou a desenvolver o método.

Quando o usaram para modificar nanotubos de nitreto de boro, os pesquisadores ficaram surpresos ao ver seus tubos ficarem cinza enquanto as barras de agitação de PTFE ficavam pretas. A análise termogravimétrica padrão, geralmente adequada para ver evidências de funcionalização, não encontrou nada de errado – mas os pesquisadores sim.

“Além disso, não conseguimos resultados consistentes”, diz Angel Martí, professor associado de química, de bioengenharia e de ciência de materiais e nanoengenharia.

“Às vezes obtíamos uma funcionalização muito alta – ou funcionalização aparente – e às vezes não. Isso foi muito estranho.”

Eles descobriram que o lítio no solvente à base de amônia usado na reação Billups-Birch estava reagindo com o PTFE branco das barras, tornando-as pretas.

“Como os nanotubos de carbono são pretos, seria fácil acreditar que os nanotubos se depositaram nas barras durante a reação”, diz Martí. “Mas não é isso que acontece. Descobrimos que nas condições Billups-Birch o PTFE reage.

“O Teflon geralmente não reage com nada”, diz ele. “É por isso que é usado em barras de agitação e em panelas. É por isso que também é fácil ignorar o que vimos acontecendo no laboratório.”

Uma pesquisa na literatura não revelou nada sobre como evitar o PTFE em Billups-Birch, diz Marti. “Isso também foi estranho. Talvez todo mundo saiba – mas, para o caso de decidirmos explorar o problema. É por isso que decidimos escrever um artigo.”

Os pesquisadores suspeitam que a reação inesperada com o Teflon esteja criando radicais que reduzem a eficiência da reação e que podem atacar o nitreto de boro ou os nanotubos de carbono. Entretanto, a solução rápida para o problema é talvez a mais simples.

“Agora usamos barras de agitação revestidas de vidro”, diz Martí. “O vidro é completamente inerte. Isso nos dá reprodutibilidade e boa funcionalização.”

A National Science Foundation, o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e a Fundação Welch apoiaram a pesquisa.

Fonte: Universidade Rice

Estudo Original DOI: 10.1021/acsomega.8b03677