Ontwerp van hafnium oxide nanocrystallen als computertomografie contrastmiddel voor schade detectie in gesofisticeerde composieten.

De vraag naar lichtere, duurzame en performantere materialen stijgt exponentieel. Vezelversterkte kunststoffen hebben hogere sterkte-gewichts- en stijfheid-gewichtsverhoudingen dan traditionele materialen zoals staal, wat leidt tot energiebesparingen en een reductie in koolstofemissies. Hun heterogene en anisotrope natuur zorgt er echter voor dat ze zich veel complexer gedragen dan deze traditionele materialen. Om hun unieke en complexe schade mechanismes te bestuderen, worden niet-destructieve onderzoeksmethoden zoals micro-CT gebruikt, maar deze lijden aan slecht contrast tussen de koolstofvezels en de polymeer matrix. Een betere visualisatie van het composiet laat toe om automatisch de geometrie en schade kenmerken te extraheren om nauwkeurige schade-verspreidingsmodellen op te stellen. Het contrast in X-straal CT is in functie van de materiaaldichtheid en chemische samenstelling. Dit maakt dat het chemisch inerte en biocompatibele hafnium oxide (HfO2) een uitstekend contrastmiddel is door zijn hoge dichtheid en hoog atoomnummer van Hf. Tot nu toe is er geen betaalbare synthese van 5 - 50 nm HfO2 NCs met afstembare oppervlaktechemie. Dit interdisciplinair onderzoek heeft als doel de opbrengst van de HfO2 NC synthese te verhogen en het oppervlak af te stemmen voor optimale stabiliteit in de polymeer matrix. Deze zullen gebruikt worden om nanocomposieten te maken en te evalueren met micro-CT. De invloed op de mechanische eigenschappen zal ook bekeken worden.