41 Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2011, 42, No. 1 DOI 10.1002/mawe.201100728 Comparative study on protection properties of anionic surfactants (SDS, SDBS) and DNA covering of single-walled carbon nanotubes against pH influence: luminescence and absorption spectroscopy study Vergleichende Analyse der Schutzeigenschaften von anionischen Tensiden (SDBS oder SDS) und DNA, die einwandige Kohlenstoffnanoröhren bedecken und vor dem Einfluss des pH-Wertes schützen: Lumineszenz- und Absorptionsuntersuchungen V.A. Karachevtsev, A.Y. Glamazda, A.M. Plokhotnichenko,V.S. Leontiev, A.S. Linnik The pH effect on luminescence and absorption spectra of semiconducting Single-walled carbon nanotubes (SWNTs) (produced by CoMoCATm method) covered with anionic surfactants (sodium dodecyl sulfate (SDS) and sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS)) or DNA in aqueous solu- tions have been studied in visible and near-infrared (NIR) ranges. With lowering pH from 11 till 3 the emission intensity of SWNTs decreases, the largest luminescence quenching was observed with nanotubes covered by SDS intensity of which dropped by 95% and the smallest one occurred in SWNTs covered by SDBS, which decreased by 35%. The absorption intensity of the most intensive band corresponding to (6,5) nanotube (E 11 S transition) covered by SDBS or DNA changes weakly in the range ph = 3–11, however, in SDS surrounding the intensity of this band is reduced essentially. This observation indicated that SDBS protection ability of SWNT against pH influence is more significant compared to that of SDS. DNA takes the intermediate position among surfactants studied. The possible reason of such pH influence on optical properties of SWNTs in different surfactants or polymer surrounding is discussed. Keywords: Single-walled carbon nanotubes / pH effect / luminescence / absorption / SDS / SDBS / DNA / Der Einfluss des pH-Wertes auf die Lumineszenz- und Absorption-Spektren von Kohlenstoffnano- röhren (CNT) (synthetisiert nach der CoMoCat Methode), die mit anionische Tensiden(SDBS oder SDS) oder DNA bedeckt sind, in wässriger Suspension wurde im sichtbaren Bereich und Nahinfra- rotbereich untersucht. Bei Verringerung des pH-Wertes von 11 bis auf 3 vermindert sich die Leuchtstärke der CNTs, wobei die größte Lumineszenzlöschung (um 95%) bei Nanoröhren mit SDS-Funktionalisierung Beschichtung beobachtet wurde. Die geringste Lumineszenzlöschung (um 35%) wurde bei Nanoröhren mit SDBS-Beschichtung beobachtet. Der Absorptionsgrad der intensiveren Bande, der einer (6,5)-Nanoröhre mit SDBS- bzw. DNA-Beschichtung entspricht (E 11 S -Übergang), änderte sich wenig im pH-Wert-Bereich von 3 bis 11. Bei einer SDS-Funktionali- sierung sank die Intensität dieser Bande. Diese Beobachtung zeigt, dass SDBS den Einfluss des pH-Wertes wesentlich besser zurückdrängen kann als SDS. DNA nimmt dabei einen Mittelwert ein. Mögliche Ursachen des Einflusses des pH-Wertes auf die optische Eigenschaften der CNTs bei Beschichtung mit verschiedenen Tensiden oder Polymeren werden diskutiert. Schlüsselwörter: Kohlenstoffnanoröhren / pH-Effekt / Lumineszenz / Absorption / SDS / SDBS / DNA / 1 Introduction Single-walled carbon nanotubes (SWNTs) are one of the most interesting and perspective type of nanomaterials due to their unusual physical, optical, thermal, and electronic properties [1]. Because of the essential van der Waals interaction among nano- tubes, as produced SWNTs aggregate in bundles in which their application is restrained considerably and unique properties are Institute for Low Temperature Physics and Engineering, National Acad- emy of Sciences of Ukraine, Lenin ave. 47, 61103 Kharkov, Ukraine i 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.wiley-vch.de/home/muw Corresponding author: V. A. Karachevtsev, B.I. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering, National Academy of Sciences of Ukraine, Lenin ave. 47, 61103 Kharkov, Ukraine E-mail: karachevtsev@ilt.kharkov.ua