Van pottenbakkerij tot
nanotechnologie
OUD
NIEUW
FIGUURTJES MILIEU
POTTEN →RADIOACTIEF
KERAMIEK →ZWARE METALEN
BAKSTEEN
COSMETICA KATALYSE
WASPOEDER →DECHLORINATIE
NANOMATERIALEN →(BIO)SENSOREN
→ NIET LINEAIRE OPTICA →NANOCOMPOSIETEN GEMEENSCHAPPELIJK THEMA: KLEIMINERALEN
Totale productie in 1994(USA) 2,5 miljoen ton
BESLUIT
1. Oudste door de mens gebruikte materiaal
2. Overvloedig beschikbaar
STELLING
1. Nanotechnologie kent een exponentiële groei
2. De natuur levert ons nanomaterialen
Geschiedenis van het onderzoek aan de K.U.Leuven
FACULTEIT LANDBOUWWETENSCHAPPEN , NU BIO-INGENIEURSWETENSCHAPPEN
onrechtstreeks:onderzoek op klei in de bodem: J. Baeyens, I. Scheys rechtstreeks:onderzoek op kleimineralen OPPERVLAKTECHEMIE J. Uyttterhoeven J.J.Fripiat KATIONUITWISSELING A. Cremers R. SCHOONHEYDT nanomaterialen A. MAES radioactieve elementen
milieubescherming in het algemeen FACULTEIT WETENSCHAPPEN
KLEI
KLEIMINERALEN
Fijne fractie
water
Kneedbaar
EIGENSCHAPPEN
1. Gelaagde structuur
2. Zwelling
3. Ionenuitwisseling
4. Water-aantrekkend
water –afstotend
STRUKTUUR: INDELING
1:1 dioctahedrisch 1Si:1 Al
KAOLINIET
Trioctahedrisch 1Si:1Mg
CHRYSOTIEL
STRUKTUUR: INDELING
2:1 geen lading dioctahedrisch 1Si:1Al: 1Si PYROFYLLIET
trioctahedrisch 1Si:1Mg: 1Si TALK
kleine lading di /tri SMECTIET
W W W W WWWW
1.25nm
W W W W WWWW
1.25nm
SMECTIET:
ZWELBARE KLEIMINERALEN
W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W WATER W W W W W W W W W W W W WATER
KATIONUITWISSELING
Na
+-smectiet + B
+⇋B
+-smectiet + Na
+bodemvruchtbaarheid: K
+, NH
4+, Ca
2+,Mg
2+stockage radioactief afval: Cs
+, Sr
2+HYDROFIEL
↔ HYDROFOOB
•kationische kleurstoffen
•niet-lineaire optische eigenschappen: methyleenblauw
•kationische pesticiden(paraquat, diquat)
- gecontroleerde afgave
- bescherming tegen zonlicht
•aminozuren / proteïnen
NANOFILMEN
•zelf-assemblage
•Langmuir-Blodgett techniek
amphiphile barrier glass slide
clay particles
500 nm
0 0.005 0.01 250 mg dm-3 0.02 0.025 460 480 500 520 Absorbance 560 580 600 620 640 0.015 0 mg dm-3 50 mg dm-3 540 Wavelength (nm) 2 mN m-1 0 0.005 0.01 250 mg dm-3 0.02 0.025 460 480 500 520 Absorbance 560 580 600 620 640 0.015 0 mg dm-3 50 mg dm-3 540 Wavelength (nm) 2 mN m-1 0 1000000 250 mg dm-3 2000000 560 580 595 nm 620 640 660 680 700 720 740 500000 0 mg dm-3 585 nm 600 Wavelength (nm) 1500000 2 mN m-1 0 1000000 250 mg dm-3 2000000 560 580 595 nm 620 640 660 680 700 720 740 500000 0 mg dm-3 585 nm 600 Wavelength (nm) 1500000 2 mN m-1
250 mg dm-3 0.002 au 25 mg dm-3 45 mg dm-3 50 mg dm-3 10 mg dm-3
1. Unieke eigenschappen: plaatvorming ionenuitwisseling
2. Kleimineralen zijn prachtige, natuurlijke mineralen
waterafstotend of wateraantrekkend 3. Zeer brede waaier van toepassingen
4. Nanofilmen: niet lineaire, optische eigenschappen magnetische eigenschappen
sensoren
5. Toekomst is veel belovend
