Polymeer-nanocomposieten (PNC) zijn materialen die de laatste jaren veel aandacht hebben gekregen vanwege hun verbeterde structurele, thermische, optische en elektrische eigenschappen. Deze verbeteringen worden bereikt door het doperen van polymeermatrices met nanomaterialen, zoals metaalnanopartikels of nanobuizen. Zo heeft recent onderzoek aangetoond dat de structurele en optische eigenschappen van polyvinylalcohol (PVA) verbeterd kunnen worden door bimetallische TiO2/Cu-nanopartikels toe te voegen, wat de prestaties in energieopslagcapacitors en alternatieve oplaadbare lithium-ionbatterijen versterkt (Al-Hakimi et al., 2023).

Een ander belangrijk aspect van PNC is de verbetering van de mechanische eigenschappen, die cruciaal zijn voor toepassingen waarbij sterkte en duurzaamheid essentieel zijn, zoals in de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie en de biomedische techniek. Het gebruik van koolstofnanobuizen (CNT's) of grafeen kan de treksterkte en stijfheid van een composiet significant verhogen, terwijl tegelijkertijd de taaiheid van het materiaal verbetert (Bal & Samal, 2007). Deze mechanische eigenschappen vormen de fundamentele basis voor het gebruik van PNC’s in structurele toepassingen, waar belastingscapaciteit en lange levensduur van groot belang zijn.

De keuze van materialen voor toepassingen is vaak gebaseerd op mechanische eigenschappen zoals treksterkte, slagsterkte, taaiheid, hardheid en rek. Deze eigenschappen bepalen de bruikbaarheid van het materiaal in praktische toepassingen. Het verbeteren van deze eigenschappen kan PNC’s een alternatieve keuze maken voor materialen zoals metalen of keramieken, met het voordeel van lagere kosten en hogere energie-efficiëntie (Müller et al., 2017; Nan et al., 2023; Singh et al., 2023). Daarom zijn de methoden voor het versterken van de mechanische eigenschappen van PNC’s van groot belang voor het verbreden van hun toepassingsmogelijkheden.

Een bijzonder voorbeeld van het verbeteren van mechanische eigenschappen komt uit het onderzoek van Meesorn en collega's (2017), die een strategie ontwikkelden voor het verbeteren van de mechanische eigenschappen van PNC's met cellulose-nanocrystallen (CNC's). Ze ontdekten dat de mechanische eigenschappen van polymeer/CNC-nanocomposieten niet overeenkomen met theoretische voorspellingen vanwege de aggregatie van CNC's. Dit werd verholpen door PVA als bindmiddel te gebruiken. Met slechts 1–5% PVA toe te voegen aan poly(ethyleneoxide-co-epichlorohydrin)/CNC-nanocomposieten, werden opmerkelijke verbeteringen in de stijfheid en sterkte van het composiet waargenomen. Een PVA-gehalte van 5% resulteerde in een vijfvoudige verbetering van de Young's modulus, het opslagmodulus en de sterkte in vergelijking met niet-PVA-versterkte nanocomposieten (Meesorn et al., 2017).

Naast de toevoeging van biopolymeren zoals PVA, speelt ook de incorporatie van nanovullers, zoals metalen nanodeeltjes, een cruciale rol bij het verbeteren van de mechanische eigenschappen van PNC’s. Het onderzoek van Şomoghi et al. (2024) laat zien hoe ZnO en functionele ZnO-nanovullers kunnen worden gebruikt als versterkende middelen in epoxyharsen om geschikte mechanische eigenschappen, hoge hechtingssterkte en corrosiebestendigheid te bereiken. De uiteindelijke eigenschappen van ZnO/epoxy-nanocomposieten hangen af van verschillende factoren, zoals de aard van de ZnO-nanovuller, de belasting, het type epoxyhars en de gebruikte uithardingsmiddelen. Dergelijke nanocomposieten kunnen worden toegepast in antikorrosie- en UV-beschermende coatings, als hechtmaterialen of in elektronische toepassingen (Şomoghi et al., 2024).

De oppervlaktefunctionalisatie van nanovullers en de synergistische menging van twee of meer polymeercomponenten biedt een innovatieve manier om de mechanische eigenschappen van nanomaterialen te verbeteren. Het combineren van verschillende soorten polymeren of het functionaliseren van nanovullers maakt het mogelijk om de eigenschappen van PNC’s te optimaliseren voor specifieke toepassingen.

De fabricagetechnieken voor PNC’s spelen eveneens een belangrijke rol bij het verbeteren van de mechanische eigenschappen. Methoden zoals oplossingsblending, smeltmengeling en in-situ polymerisatie hebben invloed op de uiteindelijke mechanische prestaties van het materiaal. Het proces van het mengen en uitharden van de materialen moet zorgvuldig worden gecontroleerd om een gelijkmatige verdeling van de nanovullers te garanderen en om de juiste interfaciale compatibiliteit tussen de nanovullers en het polymeer te behouden. Deze aspecten worden vaak overschaduwd door de focus op de chemische samenstelling van de materialen, maar zijn cruciaal voor het bereiken van de gewenste mechanische prestaties (Kamal et al., 2022; Zotti et al., 2022).

Het verbeteren van de mechanische eigenschappen van PNC’s is niet zonder uitdagingen. Hoewel de toevoeging van nanovullers aanzienlijke verbeteringen kan opleveren, kunnen problemen zoals de aggregatie van nanodeeltjes, het gebrek aan interfaciale compatibiliteit en onregelmatigheden in de verwerking optreden. De toekomst van PNC's ligt in het verder optimaliseren van de processen voor het mengen van de componenten en het functionaliseren van de nanovullers, evenals in het beter begrijpen van de complexiteit van de nanovuller-polymeer interacties.

Endtext

Hoe de Structuurkenmerken van Functionele Polymeer Nanocomposieten de Adsorptie-eigenschappen Beïnvloeden

De hoge effectiviteit van functionele polymeer nanocomposieten (FPNC’s) voor adsorptie kan verklaard worden door hun structurele eigenschappen. De aard van het polymeer, het synthetische proces en de mate en uniformiteit van de spreiding van nanodeeltjes (NP’s) op het oppervlak van het polymeer spelen een cruciale rol in de efficiëntie van deze materialen voor de adsorptie van verschillende adsorptiemiddelen. De lading op het oppervlak van de FPNC’s, die wordt geleverd door geladen functionele groepen zoals ‑N+, ‑COO‑ en ‑SO3‑, is van groot belang. Deze lading draagt bij aan de goede spreiding van NP’s binnen de FPNC’s, wat de adsorptiecapaciteit verder vergroot (Figuur 7.5). FPNC’s kunnen zowel positief als negatief geladen zijn, wat hun toepassing als ionenwisselaar vergemakkelijkt (Ghorbani & Eisazadeh, 2013).

Een belangrijke eigenschap van FPNC’s is hun grote oppervlak en poreuze structuur, die bijdragen aan een grote hoeveelheid adsorptieplaatsen (Saleh et al., 2019). De polymeer matrix draagt ook bij aan deze eigenschappen door de verwerkbaarheid en flexibiliteit van het materiaal te vergemakkelijken. De NP’s hebben een hoog aspectratio, wat hun oppervlak/volume verhouding versterkt, en dit draagt bij aan de mechanische sterkte van de polymeren. Dit maakt FPNC’s tot aantrekkelijke materialen voor gebruik als adsorbentia, aangezien hun actieve oppervlakte en mechanische sterkte samen zorgen voor een efficiënte adsorptiecapaciteit (Ghorbani & Eisazadeh, 2013).

Het proces van synthetiseren van FPNC’s biedt aanzienlijke mogelijkheden om de eigenschappen van het materiaal te manipuleren. Een cruciaal aspect hierbij is de verhouding van NP’s tot polymeer, die een aanzienlijke invloed heeft op de eigenschappen van de FPNC. De hoeveelheid polymeer is hierbij een belangrijke factor: een lagere hoeveelheid polymeer vermindert de adsorptiecapaciteit omdat er minder actieve plaatsen beschikbaar zijn voor de dispersie van NP’s en adsorptie van de adsorptiemiddelen. Dit heeft echter een adsorptiespecifiek karakter. Zo kan de adsorptiecapaciteit van Hg2+-ionen toenemen met een grotere hoeveelheid Fe3O4, maar deze capaciteit neemt af wanneer deze hoeveelheid verder stijgt. De specifieke functionele groepen op het polymeer kunnen ook de selectiviteit van de adsorptie beïnvloeden; thiolgroepen bijvoorbeeld zijn zeer specifiek voor de adsorptie van Hg2+-ionen, terwijl ijzer (Fe) specifiek is voor het verwijderen van arsenicum.

Polymeren bieden daarnaast de mogelijkheid voor verdere functionalisatie via eenvoudige reacties. Zo kunnen ‑NH2-groepen op een polymeer bijvoorbeeld cationen adsorberen, maar ze kunnen verder worden gemodificeerd om ‑NH+3-groepen te vormen, die dienen als anionenwisselaars. Dit verhoogt de effectiviteit van de adsorptie, omdat de geladen oppervlakken meer efficiënt zijn dan de neutrale precursors. Amino-functionalisatie van adsorptiemiddelen maakt het ook mogelijk om metalen te coördineren via vrije elektronenparen.

De keuze van het polymeer of de functionele groepen op het polymeer kan de selectiviteit van het FPNC voor bepaalde adsorptiemiddelen beïnvloeden. Functionele groepen zoals thiol of amidoxime zijn zeer effectief en selectief voor specifieke adsorptiemiddelen. Het gebruik van Fe2+ NP’s is bijvoorbeeld effectief voor het adsorberen van As(V)-anionen. De geladen functionele groepen, die covalent aan de polymeer matrix zijn gebonden, trekken de tegengesteld geladen verontreinigende stoffen aan die aanwezig zijn in verontreinigd water, wat deze FPNC’s ideaal maakt voor waterzuiveringstoepassingen. Dit fenomeen kan worden toegeschreven aan het Donnan-membraanprincipe (Zhang et al., 2008).

Bij de evaluatie van de kosten van een adsorptiemiddel moet niet alleen gekeken worden naar de kosten van de componenten van de FPNC, zoals polymeer, crosslinker en NP’s, maar ook naar de prestaties van het adsorptiemiddel, zoals de snelheid, selectiviteit en efficiëntie van de adsorptie. Een FPNC met een hoge regeneratiecapaciteit en herbruikbaarheid kan zich als goedkoper bewijzen, ondanks de hogere kosten van de componenten (Zhou et al., 2009b).

Functionele polymeer nanocomposieten (FPNC's) worden vaak gebruikt als adsorbentia voor metalen, met veelbelovende resultaten in de adsorptie van zware metalen. Polymeren zoals poly(aniline) (PANI) zijn bijzonder aantrekkelijk voor het maken van FPNC’s die verder kunnen worden gemodificeerd om hun effectiviteit en selectiviteit te verbeteren in het adsorptieproces. Ook andere polymeren zoals polythiophene (PTh), polypyrrole (PPy) en polyethyleenimine (PEI) zijn veelbelovende kandidaten. De aanwezigheid van ‑N of ‑S atomen in de functionele groepen op deze polymeren blijkt zeer effectief te zijn in de adsorptie van specifieke adsorptiemiddelen. In studies werd echter aangetoond dat de structuur van het polymeer de adsorptiecapaciteit beïnvloedt; bijvoorbeeld, PPy, dat ‑N bevat, heeft een aanzienlijk hogere adsorptiecapaciteit dan PTh, dat ‑S bevat (Zare et al., 2018).

Graphene oxide/Fe3O4 FPNC’s, gemodificeerd met poly(acrylzuur) (PAAc), vertonen magnetische eigenschappen en kunnen eenvoudig worden gescheiden voor hergebruik, wat de efficiëntie verhoogt. Deze FPNC’s vertoonden een hoge adsorptie-efficiëntie voor Cu2+, Cd2+ en Pb2+ ionen, met een verwijderingspercentage van ~85% na vijf cycli (Zhang et al., 2013). Bovendien is graphene-TiO2 effectief in het reduceren van Cr6+-ionen naar Cr3+-ionen onder blootstelling aan zonlicht (Zhang et al., 2012a).

De efficiëntie van FPNC’s voor metaalionenadsorptie hangt sterk af van de structuur en de functionalisatie van de materialen. In sommige gevallen, zoals bij nanokoolstof colloïden (NCC) en PEI-gebaseerde FPNC’s, kan de verwijderings-/adsorptie-efficiëntie meer dan 99% bereiken voor verschillende ionen zoals Zn2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Ni2+ en Cr6+ (Khaydarov et al., 2010). Nanokoolstof gebaseerde FPNC’s zijn echter niet altijd zo efficiënt als andere soorten adsorbentia, zoals bijvoorbeeld nanodeeltjes van ijzer (Fe0) of koper (Cu0), die veelvuldig worden gebruikt in FPNC’s vanwege hun effectiviteit bij de adsorptie van verschillende verontreinigende stoffen (Ponder et al., 2000; Xiong et al., 2007).

De Toekomst van Polymeer-Nanocomposieten: Kansen, Innovaties en Duurzaamheid

Polymeer-nanocomposieten (PNC's) bevinden zich op de grens van geavanceerde materialen en commerciële toepassingen. Deze nanomaterialen, die de eigenschappen van polymeren verbeteren door de toevoeging van nanodeeltjes, bieden een breed scala aan voordelen voor verschillende industrieën, waaronder de gezondheidszorg, de bouwsector, textieltechnologie en de sportindustrie. De toenemende vraag naar efficiëntere materialen heeft geleid tot aanzienlijke vooruitgangen in de ontwikkeling van PNC's, maar de weg naar commercialisering blijft complex, met uitdagingen die moeten worden overwonnen.

De commerciële status van PNC's hangt sterk af van het vermogen om schaalvoordelen te realiseren en tegelijkertijd de kosten effectief te beheersen. Hoewel nanomaterialen en geavanceerde productieprocessen vaak duur zijn, kan een optimalisatie van de productie en de toepassing van schaalvoordelen de kosten verlagen. Het uitvoeren van gedetailleerde kostenanalyses, met inbegrip van grondstofkosten, productie-uitgaven en potentiële marktprijzen, is essentieel voor het ontwikkelen van haalbare commercialisatiestrategieën. Bedrijven moeten een balans vinden tussen hoge prestaties en kostenefficiëntie om PNC's concurrerend te maken op de wereldmarkt.

Het betreden van de markt met PNC's vereist zorgvuldige strategische planning, die zowel de kansen als de uitdagingen van de industrie aanpakt. Strategische allianties, joint ventures en partnerschappen met gevestigde spelers kunnen een belangrijke rol spelen in het veroveren van de markt. Het richten op nichemarkten met toepassingen die een hoge waarde hebben, biedt een solide basis, voordat men zich uitbreidt naar bredere markten. Het begrijpen van de specifieke behoeften van doelindustrieën en hun pijnpunten is cruciaal voor succesvolle marktpenetratie. Effectieve branding en positionering zijn daarbij van groot belang. PNC-producten moeten zich onderscheiden door de unieke voordelen, zoals verbeterde prestaties, duurzaamheid en innovatie. Het opbouwen van een sterk merk dat resoneert met klanten en belanghebbenden kan de marktpenetratie aanzienlijk bevorderen.

Regelgeving en milieuoverwegingen zijn ook onmiskenbaar belangrijk bij het commercialiseren van PNC's. Bedrijven moeten voldoen aan internationale normen en regelgeving voor het gebruik van nanomaterialen en polymeren. Dit omvat productveiligheid, milieu-impactbeoordelingen en het verkrijgen van noodzakelijke certificaten. Compliance met standaarden zoals ISO, REACH en FDA-richtlijnen is van cruciaal belang om marktacceptatie te verkrijgen en juridische complicaties te voorkomen. Duurzaamheid is tegenwoordig een steeds belangrijkere factor voor zowel fabrikanten als consumenten. Het gebruik van hernieuwbare nanomaterialen en het verminderen van energieverbruik kunnen de ecologische voetafdruk van PNC's aanzienlijk verbeteren. Bovendien zouden bedrijven zich moeten richten op het ontwikkelen van biologisch afbreekbare en recycleerbare PNC's, wat kan bijdragen aan het aanpakken van de groeiende zorgen over plasticvervuiling en grondstofuitputting.

De wereldwijde markt voor PNC's staat op het punt een aanzienlijke groei te doormaken, vooral in opkomende markten. Azië-Pacific, met name China en India, speelt een cruciale rol vanwege hun snelle industrialisatie en robuuste productiecapaciteit, evenals de groeiende investeringen in nanotechnologie. In Noord-Amerika en Europa blijft de vraag naar PNC's stijgen, vooral binnen de sectoren van de auto-industrie, de lucht- en ruimtevaart en de elektronica. Sectoren zoals hernieuwbare energie, biomedische toepassingen en slimme textielen zullen naar verwachting een verhoogde adoptie van PNC's zien, wat nieuwe kansen biedt voor marktuitbreiding.

Technologische vooruitgangen, met name in kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning, vormen de kern van toekomstige innovaties in PNC's. Deze technologieën worden steeds meer geïntegreerd in PNC-onderzoek om materiaaleigenschappen en productieprocessen te optimaliseren. Innovaties zoals zelfherstellende nanocomposieten, die zichzelf kunnen repareren na schade, en multifunctionele nanocomposieten, die eigenschappen zoals geleidbaarheid en sterkte combineren, zijn slechts enkele van de opkomende trends. Daarnaast zullen geavanceerde productiemethoden zoals 3D-printen de productie van PNC's revolutioneren, waardoor op maat gemaakte toepassingen mogelijk worden.

Duurzaamheid blijft een belangrijk aandachtsgebied voor de toekomst van PNC's. Deze materialen dragen bij aan de bevordering van de circulaire economie door de levensduur en duurzaamheid van producten te verlengen. Het ontwikkelen van biologisch afbreekbare en recycleerbare nanocomposieten helpt niet alleen om milieu-uitdagingen te verlichten, maar past ook binnen de bredere wereldwijde duurzaamheiddoelen. Bovendien kunnen PNC's de efficiëntie van hernieuwbare energiebronnen, zoals windturbines en zonnepanelen, verbeteren, wat bijdraagt aan de overgang naar een koolstofarme economie.

De wereldwijde beleids- en economische omstandigheden spelen een cruciale rol in de groei van de PNC-markt. Beleid dat gericht is op het verminderen van koolstofemissies en het bevorderen van duurzame materialen stimuleert de acceptatie van PNC's. Economische factoren, zoals de stijgende investeringen in nanotechnologisch onderzoek, de toenemende vraag naar hoogwaardige materialen en overheidssteun voor groene technologieën, zullen naar verwachting de markt blijven versterken. Tegelijkertijd kunnen economische recessies of strengere regelgevingsbeperkingen aanzienlijke obstakels vormen voor de verdere groei van de sector.

De vooruitzichten voor PNC's zijn onmiskenbaar positief, maar de industrie moet blijven innoveren en zich aanpassen aan de snel veranderende technologische, economische en regelgevende landschappen. Het integreren van AI en machine learning, het ontwikkelen van zelfherstellende en multifunctionele materialen, en het verbeteren van de duurzaamheid door middel van circulaire economieprincipes zullen de belangrijkste pijlers zijn voor de toekomstige groei van PNC's. De verdere commercialisering van PNC's vereist een delicate balans tussen technologische vooruitgang, marktstrategie en een verantwoorde benadering van milieu-impact en duurzaamheid.

Hoe wordt het polymeren-gebaseerde nanocomposiet (PNC) geproduceerd en toegepast?

De fabricage van polymeren-gebaseerde nanocomposieten (PNC’s) is een cruciaal aspect van de hedendaagse technologie, gezien hun brede toepasbaarheid in verschillende industrieën. De basisvereiste voor het vervaardigen van PNC’s is een uniforme dispersie van nanovullers in het polymeer, wat essentieel is voor het behouden van de gewenste eigenschappen van het materiaal. Aggregatie van nanovullers kan echter optreden, wat de prestaties van de PNC’s negatief beïnvloedt. Het voorkomen van deze aggregatie en het realiseren van een gelijkmatige verdeling van de nanovullers is dan ook een grote uitdaging. Er bestaan verschillende technieken om PNC’s te produceren, elk met hun eigen voordelen en beperkingen.

Een van de gangbare methoden is de intercalatiemethode, waarbij nanovullers, zoals klei of gelaagde materialen, tussen de lagen van een polymeer worden geïntercaleerd. Om de compatibiliteit van de nanovullers met het polymeer te verbeteren, worden hun oppervlakken vaak gemodificeerd, zowel chemisch als mechanisch. Chemische methoden omvatten de dispersie van gezwollen nanoplateletjes in een monomeeroplossing, waarna de monomeren polymeriseren en de nanoplateletjes penetreren. Bij de mechanische methode wordt het polymeer opgelost met een co-oplosmiddel, terwijl de nanovullers met een ander oplosmiddel worden opgelost. Na menging van de twee oplossingen wordt het oplosmiddel verwijderd, waarna de nanoplateletjes door de polymeerketens worden geïntercaleerd. Een subtype van deze methode, de smelt-intercalatie, houdt in dat de polymeer bij verhoogde temperaturen wordt verwarmd samen met de gelaagde nanovullers, wat een uniforme verdeling van de nanovullers in de PNC’s bevordert. Deze methode is milieuvriendelijker dan de oplossingmengmethode, omdat het gebruik van oplosmiddelen wordt geëlimineerd. Bovendien past het goed bij moderne industriële processen, zoals extrusie en spuitgieten.

Een andere veelgebruikte techniek is de in situ polymerisatiemethode, waarbij de nanovullers worden gezwollen in een oplossing van monomeren. Deze oplossing komt gemakkelijk de nanovullerplaten binnen, waardoor een efficiënte en uniforme polymerisatie kan plaatsvinden via warmte, straling of initiatoren. De PNC’s die met deze methode worden geproduceerd, vertonen vaak een intercalate of exfoliërende microstructuur. Het proces kan worden geoptimaliseerd door het gebruik van een polymeer als sjabloon, wat de controle over de grootte van de klei of plateletjes mogelijk maakt. Een belangrijk punt bij deze methode is dat de verhitting bij hoge temperaturen het polymeer kan afbreken, wat een mogelijke beperking vormt. Bijvoorbeeld bij de productie van exfoliërende Nylon-6/klei nanocomposieten, waar het monomeeroplossing van caprolactam met gelijkmatig verdeelde klei wordt gepolymeriseerd.

De sol-gel methode omvat twee verwante processen: sol en gel. In deze methode wordt een oplossing van monomeren die nanovullers bevat een ‘sol’ genoemd. Wanneer de monomeeroplossing de nanovullerlagen binnendringt, ontstaat er een driedimensionaal polymeer netwerk, een 'gel'. Dit proces bevordert de ontwikkeling van de nanovullers op een bottom-up manier. Dit is bijvoorbeeld te zien bij de productie van PS/SiO2 NC’s via de sol-gel methode.

Een innovatief alternatief is de directe combinatie van het polymeer en de nanovullers. Deze methode maakt gebruik van een top-down benadering waarbij de geaggregeerde nanovullers tijdens de mengfase effectief worden afgebroken. Er zijn twee strategieën voor de combinatie van polymeer en nanovullers: de smeltcompounding methode en de oplosmiddel methode. Bij smeltcompounding worden de nanovullers gelijkmatig verdeeld door ze in een polymeer te verwerken boven de glasovergangstemperatuur (Tg), zonder dat oplosmiddelen nodig zijn. In de oplosmiddel methode wordt een oplosmiddel gebruikt om de geaggregeerde nanovullers af te breken, terwijl het polymeer in een co-oplosmiddel wordt opgelost. Na het verdampen van het oplosmiddel ontstaat de PNC.

Naast de productie van PNC’s speelt hun toepassing in de milieutechnologie een belangrijke rol. Milieuvervuiling, veroorzaakt door industriële activiteiten, verstedelijking en niet-duurzame landbouwpraktijken, vormt een van de grootste uitdagingen voor de wereld van vandaag. Polluenten zoals olie, zware metalen, fijnstof, giftige gassen en organische kleurstoffen hebben een verwoestende invloed op ecosystemen en de kwaliteit van lucht, water en bodem. PNC’s worden beschouwd als veelbelovende materialen voor het afbreken van deze verontreinigende stoffen en kunnen helpen om een duurzamer milieu te behouden.

Recent onderzoek toont aan dat PNC’s effectief kunnen worden gebruikt voor lucht- en waterkwaliteitsmonitoring. Zo is er een sensor ontwikkeld op basis van PNC’s, waarin een synthetisch polymeer zoals poly(methyl methacrylaat) (PMMA) en CuO nanodeeltjes worden gecombineerd met koolstof nanovullers. Deze sensor, die wordt gebruikt als een elektrochemische sensor op een glas-koolstof elektrode, vertoont goede stabiliteit en snelle respons op Hg(II) ionen. Daarnaast is er ook een laag-kosten sensor ontwikkeld voor het detecteren van zware metalen zoals cadmium en lood in water, door gebruik te maken van poly-melamine en nanodeeltjes van grafietkoolstof-nitride (gC3N4). Dit PNC werkte uitstekend voor het detecteren van lage concentraties van deze ionen. Verder zijn er biosensoren ontwikkeld voor het detecteren van pesticiden, zoals carbaryl, in water, die stabiliteit en reproduceerbaarheid vertonen, evenals een chemiresistieve sensor voor het detecteren van het giftige gas H2S, geproduceerd door riool- en industriële processen.

De integratie van PNC’s in deze milieutoepassingen is veelbelovend en biedt kansen voor zowel de verwaarloosde als de toekomstgerichte problemen in de strijd tegen vervuiling. Door de flexibele en efficiënte eigenschappen van PNC’s kunnen deze materialen verder worden geoptimaliseerd om de milieukwaliteit te verbeteren en een substantiële bijdrage te leveren aan het behoud van de natuur.

Wat maakt kamperen en mobiliteit in Maine tot een unieke ervaring?
Hoe Werkt de Markt van Patenten Geneesmiddelen?
Hoe de perfecte winterse bijgerechten en sauzen te maken: een gids voor smaakvolle combinaties