Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Problemløsere til nanoteknologi: ionic liquids og deep eutectic solvents

Globale mål for bæredygtighed og effektivitet har udviklet sig gennem årene, således at selv fremstilling af nanostrukturer skal være grønnere og bedre. Det har fået professor Anja-Verena Mudring og postdoc Oliver Hammond til at gennemgå, hvordan ionic liquids (ioniske væsker) og deep eutectic solvents (dybe eutektiske opløsningsmidler) kan bruges til at løse disse bæredygtigheds- og effektivitetsproblemer.

Solcreme, make-up, fødevarer, emballage, tøj og desinfektionsmidler – bare for at nævne nogle få – er alle afhængige af vores evne til at fremstille nanomaterialer. Udvikling af økonomisk bæredygtige og værdiskabende, grønne processer til fremstilling af nanomaterialer bliver vigtigere og vigtigere. I den forbindelse udgav professor Anja-Verena Mudring og postdoc Oliver Hammond fra Stockholms Universitet for nylig et review paper om ionic liquids (ILs) og deep eutectic solvents (DES) i Chemical Communications – en artikel, der forhåbentlig kan hjælpe med at løse bæredygtigheds- og effektivitetsproblemerne inden for nanoteknologi.

IL'er, også kendt som flydende salte, er en usædvanlig klasse af opløsningsmidler, der er sammensat af diskrete ioner og har normalt et smeltepunkt på under 100°C. Egenskaber, der kan realiseres af ioniske væsker, kan ikke nødvendigvis opnås med konventionelle molekylære opløsningsmidler herunder ikke-volatilitet, høj termisk stabilitet og brede væskevinduer. Gennem kation-anion-kombinationen kan de skræddersyes, og dette giver IL’erne en utrolig kraft i syntesen af ​​nanomaterialer, da de kan være opløsningsmidlet, nanopartikelstabilisatoren og det strukturstyrende middel på samme tid. IL'er har desuden magten til at justere fase, størrelse, morfologi og nanostruktur uden at bruge yderligere kemiske tilsætningsstoffer. Kort sagt er IL'er ved at blive et revolutionerende syntesemedium for uorganiske nanomaterialer, hvilket tillader mere effektiv, sikrere og miljøvenlig fremstilling af produkter af høj kvalitet.

DES’er er eutektiske blandinger af to eller flere forbindelser, hvor smeltepunktet er særligt sænket, hvilket gør den vigtige flydende tilstand tilgængelig. De anses for at være i samme kategori som IL'er som opløsningsmidler og tilbyder en tilsvarende bred kombinatorisk legeplads, som også begynder at udmønte sig i forskellige anvendelser inden for nanoteknologi.

Anja og Olivers artikel demonstrerer og bekræfter, at disse væsker er gode grønne alternativer til fremstilling af nanomaterialer, samt fungerer som kraftfulde grønne synteseværktøjer, når de kombineres med ukonventionelle synteseteknikker såsom mikrobølge, ultralyd og sputtering. Vigtigst, og hvad forskerne ønsker at fremme, er, at når IL'er og DES’er gribes holistisk an, aktiveres nye universelle fremstillingsteknikker, der giver løsninger på de aktuelle problemer med nanofremstilling. Desuden vil det åbne nye muligheder for at kontrollere væksten og samlingen af nanostrukturer. Gennemgangen af ​​eksempler i artiklen illustrerer IL'ers og DES’ers vigtighed i den forbedrede fremstilling af nanomaterialer.

Kort sagt ser IL'er og DES’er ud til at være nogle af fremtidens grønne og effektive problemløsere inden for nanoteknologi.

 

PUNKTER INDHOLD OG FORMÅL
Studietype/metode Review paper
Eksterne samarbejdspartnere Ingen
Ekstern finansiering Villum Fonden (Villum Investigator Grant 2021)

En Villum Investigator-bevilling blev tildelt Anja-Verena Mudring i 2021, så hun kunne etablere grundlæggende viden om, hvordan IL'er præcist påvirker dannelsen af nanomaterialer med det ultimative mål at designe en IL til at skabe en ønsket nanostruktur.
Interessekonflikt Ingen interessekonflikter
Andet Artiklen er udvalgt som en "HOT Article": https://pubs.rsc.org/en/journals/articlecollectionlanding?sercode=cc&themeid=18a199a4-fdaf-4a3b-9bf5-bae664831eb6
Link til videnskabelig artikel https://doi.org/10.1039/D1CC06543B
Kontaktdata Professor Anja-Verena Mudring, Institut for Kemi, Aarhus Universitet. Email: anja-verena.mudring@chem.au.dk