Thema 6: Nanomaterialen (5)

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Thema 6: nanomaterialen

Leerdoelen

- Ik kan uitleggen wat nanomaterialen zijn.

- Ik kan voorbeelden geven van toepassingen van nanomaterialen.

NANOtechnologie 

Nanos, dwerg.

Deze technologie houdt zich bezig met zeer kleine deeltjes,

ongeveer tussen 10 - 100 nm.

Nanomaterialen

• Deeltjes tussen 1 en 100 nm (10-9 m)
• Moderne toepassingen

Het atoomrooster van koolstof

Een atoomrooster is een rangschikking van niet-metaalatomen in de vaste toestand. Koolstof is één van de weinige stoffen die een atoomrooster heeft. 

De bekendste vormen van koolstof zijn grafiet en in diamant, zie hiernaast.

In grafiet bestaat het rooster uit laagjes, die langs elkaar schuiven, zodat als je met potlood schrijft er een streep achter blijft.

In diamant bestaat het atoomrooster uit een netwerk, dat enorm stevig is.

Het atoomrooster van koolstof

Nog meer vormen van atoomrooster van C:

 a) diamant 

b) grafiet 

d) fullerenen

e) fullerenen

f)  fullerenen

g) amorf koolstof of Roet

h) nano-tube 

Het atoomrooster van koolstof

Naast  a) diamant en b) grafiet bestaan ook nog andere roosters van koolstof atomen.

d), e) en f) zijn voorbeelden van fullerenen. Ze worden ook wel buckyballs genomd naar de een architect Buckminster Fuller. 

g) is amorf koolstof, bij roet zitten de koolstofatomen zo zonder structuur bij elkaar.

h) is een nano-tube. Zo'n buisje is net als silicium een halfgeleider.  Deze elektrochemische eigenschap is interessant voor toepassing in nanotechnologie 

Grafeen

Nanotechnologie: koolstofvezels

Zichtbaar maken en het produceren

van koolstofvezels

met een elektronenmicroscoop 

(film).

De chemische kant:

Het maken van zulke microstructuren is chemie.

De toepassingen zijn haast ongekend:
Kleine motortjes, vuilafstotende ramen, zelfreinigende zonnepanelen, zelfassemblerende structuren, geleidende nanobuisjes.....

Nanomaterialen

Op atoomniveau

machines maken

Nanomaterialen

Nobelprijs chemie 2016 

• Ben Feringa
• Moleculaire motoren

Medische nanomaterialen

Nanorobots

Lab-on-a-chip

iminds.klascement.net

Membraantechnologie

• Semipermeabel
•  Osmose = diffusie door membraan
• Toepassing: nierdialyse, waterzuivering, brandstofcellen

PureBlue Water

• Ontwerpen van afvalwaterzuiveringsinstallaties.
• Duurzaamheid 
• Moving bed bioreactor (MBBR) technologie
• Bacteriën op dragermateriaal.

Bijzondere polymeren

• Superabsorberend
  
• Geleidend
• Zelfherstellend

Superabsorberende polymeren

• Polyacrylzuur 
• Waterstofbruggen mogelijk

Geleidende polymeren

• Om en om dubbele bindingen
• Mesomere grensstructuren

Zelfherstellende polymeren

• Monomeer aanwezig in materiaal
• Polymerisatie bij aantasting

https: