Snelle karakterisering van 2D-koolstofmaterialen

Industriële toepassingen van nanomaterialen vereisen gewoonlijk hun dispersie in oplosmiddelen om ze in eindproducten in te bedden. Voorbeelden van toepassingen zijn onder meer batterijelektroden, composietversterking, gedrukte elektronica en nog veel meer. Omdat nanomaterialen een hoge oppervlakte-massaverhouding vertonen, beheersen hun oppervlakte-eigenschappen, in het bijzonder de oppervlaktechemie, hun interacties met de externe omgeving. Daarom moeten deze zorgvuldig worden gekarakteriseerd om de productprestaties te optimaliseren.

Het karakteriseren van dispersies van nanomaterialen is echter moeilijk te bereiken vanwege de kleine lengteschalen, evenals het gebruik van vloeistoffen, die onverenigbaar zijn met de vacuümomstandigheden die in veel ex-situ-technieken worden gebruikt. Deze typische meetmethoden kunnen kostbaar en tijdrovend zijn en de voorbewerkingsstappen die vaak worden gebruikt om nanomaterialen uit vloeistof te verwijderen, kunnen hun materiaaleigenschappen mogelijk veranderen.

In een studie met op de voorkant van Nanoschaal, hebben onderzoekers van de Surface Technology-groep van NPL het gebruik van protonenrelaxatie van nucleaire magnetische resonantie (NMR) aangetoond om snel de oppervlaktechemie van 2D-grafietdeeltjes in vloeistoffen te karakteriseren, in enkele minuten en zonder de noodzaak van monstervoorbereiding. Aangezien NMR-relaxatie in-line kan worden uitgevoerd, kan het worden gebruikt als kwaliteitscontrolemethode door fabrikanten van nanomaterialen.