Lang leve eeuwige windmolens!
Windmolens hebben doorgaans een levensduur van 20 tot 30 jaar. Daarna bestaat het risico dat de rotorbladen degraderen door materiaalvermoeidheid, met mogelijk ernstige gevolgen. Hoewel een groot deel van de windmolen perfect onderhouden kan worden, geldt dit momenteel niet voor de rotorbladen. In mijn thesis wordt een mogelijke innovatieve oplossing bedacht om deze toch te kunnen herstellen.
Composieten, the best of two worlds.
De rotorbladen van windmolens zijn niet herstelbaar omdat ze gemaakt zijn van een thermohardend composiet. Een composiet is een materiaal dat ontstaat door twee of meer verschillende materialen te combineren, zodat de composiet de positieve eigenschappen van elk materiaal meekrijgt.
Een van de meest bekende composieten is een combinatie van lagen vezels (koolstofvezels of glasvezels) met een kunsthars zoals epoxy. De vezels worden in 
dunne lagen of weefsels aangebracht en zorgen voor een enorme treksterkte, de epoxyhars bindt deze lagen aan elkaar en geeft het geheel vorm en hardheid. Koolstofvezels zijn bijvoorbeeld op zichzelf heel sterk en licht, maar ook heel dun en zacht. Epoxy daarentegen wordt hard, maar is niet zo sterk. Samen vormen ze een composiet dat zowel sterk als licht is, en bovendien bestand is tegen hoge belastingen. Dit is de reden waarom composieten zo vaak gebruikt worden in zaken als vliegtuigonderdelen, sportmateriaal en als rotorbladen.
Delaminaties bij rotorbladen
Het grootste nadeel is dat het gebruikte hars een thermohardend materiaal is. Dit wil zeggen dat wanneer het materiaal gehard is, het niet meer kan worden gesmolten of hervormd. Dit maakt herstellen zo goed als onmogelijk. Dit brengt ons tot de vraag: Bestaat er een alternatieve manier om deze rotorbladen te herstellen?
Om deze vraag te kunnen beantwoorden, moeten we eerst kijken naar de reden waarom composieten falen. Na ongeveer 30 jaar gebruik worden de rotorbladen minder betrouwbaar door inwendige schade. Deze inwendige schade doet zich vaak voor onder de vorm van delaminaties. Bij een delaminatie ontstaat er een scheiding tussen de individuele lagen of weefsels in het composiet. Hierdoor neemt de sterkte en stijfheid sterk af.
Als er een manier zou zijn om delaminaties te herstellen zou een composiet onderdeel een veel langere levensduur kunnen hebben.
De voorgestelde oplossing in mijn thesis was om tussen de individuele vezel lagen een extra laag toe te voegen. Een laag die in staat zou zijn om de losgekomen lagen opnieuw samen te brengen. Die extra laag zou gerealiseerd kunnen worden met superparamagnetische nanovezels.
Het mysterieuze superparamagnetisme: ijzer op nanoschaal.
Stel je een blok ijzer voor op de schroothoop. Zo’n blok ijzer wordt aangetrokken door een magneet. Dat komt door de talloze kleine magnetische domeinen waaruit het blok ijzer bestaat. Deze magnetische domeinen wijzen kriskras door elkaar, waardoor het blok als geheel niet magnetisch is. Wanneer ze echter in een magnetisch veld terecht komen, van een elektromagneet bijvoorbeeld, wijzen de domeinen grotendeels in dezelfde richting. Het ijzerblok wordt dan zelf magnetisch en trekt dus aan. Zodra het magneetveld verdwijnt, kan het blok dat magnetisme soms behouden, dan is het blijvend gemagnetiseerd, of verliest het zijn magnetisme en wordt weer een gewoon stuk ijzer.
Stel dat we het blok ijzer steeds verder verkleinen, tot op de nanoschaal. Zo klein dat je het zelfs niet meer onder een microscoop kunt zien. Op een bepaald punt bevat het stukje ijzer nog maar één enkel magnetisch domein. We hebben dan eigenlijk een mini-magneetje.
Het bijzondere aan dit mini-magneetje is dat het zich anders gedraagt dan het blok ijzer van daarnet. Zodra je het externe magneetveld weghaalt, blijft het niet gemagnetiseerd. Het magnetisch domein van het mini-magneetje draait namelijk steeds heen en weer. Gemiddeld lijkt het daardoor alsof het helemaal geen magneetje is. Dit verschijnsel noemen we superparamagnetisme.
Wanneer we zo’n mini-magneetje in een alternerend (wisselend) magnetisch veld plaatsen, moet het mini-magneetje telkens van richting veranderen om het veld te volgen. Lukt dit niet snel genoeg, dan gaat het energie verliezen in de vorm van warmte.
Nanovezels als dragers van mini-magneetjes.
Nanovezels zijn superdunne draden. Ter vergelijking: een koolstofvezel heeft een diameter van tienduizenden nanometers, terwijl een nanovezel een diameter heeft van slechts 1 tot 100 nanometer (duizenden keer dunner dan een menselijk haar).
Onze mini-magneetjes kunnen zich in een polyester nanovezel laag bevinden. De unieke nanovezel structuur zorgt dat ze gelijkmatig verdeeld zijn voor een homogene warmteontwikkeling en dat ze beschermd zijn tegen 
invloeden uit de omgeving. Als de mini-magneetjes vervolgens zouden opwarmen in een alternerend magnetisch veld, kunnen de nanovezels beginnen smelten. Dit kan dan gebruikt worden om de losgekomen lagen van het composiet terug samen te brengen. Dit proces zou in theorie blijven herhaald kunnen worden om zo zelf-herstellende composieten te maken.
Kleine deeltjes, grote effecten
Hoewel deze nanovezels tot nu toe alleen op kleine laboratoriumschaal zijn getest, zagen we toch een opwarming van de nanovezels. Helaas was dit onvoldoende om de nanovezels te doen smelten. Niettegenstaande waren de resultaten veelbelovend. Indien de concentratie mini-magneetjes zou kunnen verhoogd worden en de nanovezel laag dikker zou zijn, zou dit in de toekomst kunnen leiden tot het gewenste resultaat.
De volgende stap zou zijn om deze nanovezels tussen de lagen van een composiet te plaatsen en te zien of delaminaties effectief kunnen worden teruggedraaid. Ook al staat dit onderzoek nog maar in zijn kinderschoenen, het biedt een veelbelovende oplossing om rotorbladen en composieten in het algemeen, een langere levensduur te geven. Ook al zal dit nog niet voor de komende jaren zijn.
Bibliografie
(1) Yang, G.; Park, M.; Park, S.-J. Recent progresses of fabrication and characterization of fibersreinforced
composites: A review. Composites Communications 2019, 14, 34–42.
(2) Daelemans, L.; van der Heijden, S.; De Baere, I. et al. Damage-Resistant Composites Using Electrospun
Nanofibers: A Multiscale Analysis of the Toughening Mechanisms. ACS Applied Materials
& Interfaces 2016, 18, 11806–11818.
(3) Rajak, D.; Pagar, D.; Menezes, P.; Linul, E. Fiber-Reinforced Polymer Composites: Manufacturing,
Properties, and Applications. Polymers 2019, 11, 1667.
(4) Soutis, C. Fibre reinforced composites in aircraft construction. Progress in Aerospace Sciences
2005, 42, 143–151.
(5) Bond, I.; Trask, R.; Williams, H. In Self Healing Materials: An Alternative Approach to 20 Centuries
of Materials Science; Springer Nature: 2007.
(6) Cohades, A.; Branfoot, C.; Rae, S.; Bond, I.; Michaud, V. Progress in Self-Healing Fiber-Reinforced
Polymer Composites. Advanced Materials Interfaces 2018, 5, 1800177.
(7) Prashanth, S.; Subbaya, K.; Nithin, K.; Sachhidananda, S. Fiber Reinforced Composites - A Review.
Journal of Material Sciences & Engineering 2017, 6, 1–6.
(8) Andrew, J.; Srinivasan, S.; Arockiarajan, A.; Dhakal, H. Parameters influencing the impact response
of fiber-reinforced polymer matrix composite materials: A critical review. Composite Structures
2019, 224, 111007.
(9) Jiang, S.; Chen, Y.; Duan, G. et al. Electrospun nanofiber reinforced composites: a review. Polymer
Chemistry 2018, 9, 2685–2720.
(10) Sharma, A.; Bhandari, R.; Aherwar, A.; Rimašauskiene, R. Matrix materials used in composites: A
comprehensive study. Materials Today: Proceedings 2020, 21, 1559–1562.
(11) Hinton, M. In Failure Criteria in Fibre Reinforced Polymer Composites; Elsevier Science: 2004.
(12) Bahl, S. Fiber reinforced metal matrix composites - a review. Materials Today: Proceedings 2021,
39, 317–323.
(13) Khalid, M.; Rashid, A.; Arif, Z. et al. Natural fiber reinforced composites: Sustainable materials
for emerging applications. Results in Engineering 2021, 11, 100263.
(14) Adeniyi, A.; Agboola, O.; Sadiku, E. et al. In Design and Applications of Nanostructured Polymer
Blends and Nanocomposite Systems; William Andrew Publishing: 2016.
(15) Bigg, D.; Hiscock, D.; Preston, J.; Bradbury, E. High Performance Thermoplastic Matrix Composites.
Journal of Thermoplastic Composite Materials 1988, 1, 146–160.
(16) Chawla, K. In Composite Materials; Springer Publishing: 2012, pp 12–14.
(17) Tamakuwala, V. Manufacturing of fiber reinforced polymer by using VARTM process: A review.
Materials Today: Proceedings 2021, 44, 987–993.
(18) Hsiao, K.; Heider, D. In Manufacturing Techniques for Polymer Matrix Composites (PMCs); Woodhead
Publishing: 2012.
(19) Malheiro, J.; Nunes, J. In Advances in Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization
and Control in Engineering and Sciences; Springer International Publishing: 2020
(20) Islam, M.; Afroj, S.; Uddin, M. et al. Graphene and CNT-Based Smart Fiber-Reinforced Composites:
A Review. Advaced Functional Materials 2022, 32, 2205723.
(21) Irisarri, F.; Lasseigne, A.; Leroy, F.; Le Riche, R. Optimal design of laminated composite structures
with ply drops using stacking sequence tables. Composite Structures 2013, 107, 559–569.
(22) Reddy, J.; Miravete, A. In Practical Analysis of Composite Laminates, 1995.
(23) Zikre, H.; Bhatt, A. Comparison of Mechanical Properties of Fiber Reinforced Plastic Laminates
Compose with Different Thicknesses, Manufacturing Techniques and Structures. International
journal of research and scientific innovation 2016, 4, 62e7.
(24) Bobyr, M.; Huang, T. A Review of Delamination Damage of Composite Materials. Journal of Composites
Science 2023, 7, 468.
(25) Batra, R.; Gopinath, G.; Zheng, J. Damage and failure in low energy impact of fiber-reinforced
polymeric composite laminates. Composite Structures 2011, 1, 540–547.
(26) Unnborsson, R.; Jonsson, M.; Runarsson, T. NDT methods for evaluating carbon fiber composites.
2014.
(27) Rengarajan, J.; Anusiya, G. A review on fabrication methods of nanofibers and a special focus on
application of cellulose nanofibers. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications 2022,
4, 100262.
(28) Baji, A.; W. Mai, Y. In Nanofiber Composites for Biomedical Applications; Woodhead Publishing:
2017, pp 55–78.
(29) Blaiszik, B.; B. Kramer, S.; Olugebefola, S. et al. Self-Healing Polymers and Composites. Annual
Reviews 2010, 40, 179–211.
(30) Wang, Y.; Pham, D.; Ji, C. Self-healing composites: A review. Cogent Engineering 2015, 2, 1075686.
(31) Valizadeh, F.; Mussa, S. Electrospinning and electrospun nanofibres. Pertanika Journal of Science
and Technology 2013, 8, 83–92.
(32) Reneker, D.; Yarin, A. Electrospinning jets and polymer nanofibers. Polymer 2008, 49, 2387–2425.
(33) An, D.; Lotfian, S.; Mesbah, D. et al. Ultra-thin electrospun nanofibers for development of damagetolerant
composite laminates. Materials Today Chemistry 2019, 14, 100202.
(34) Fang, Z.; Zhang, S.; Wang, H. et al. Preparation and Evaluation of Core–Shell Nanofibers Electrospun
from PEU and PCL Blends via a Single-Nozzle Spinneret. ACS Applied Polymer Materials
2023, 4, 2382–2393.
(35) Huanga, Z.-M.; Zhang, Y.; Kotaki, M.; Ramakrishna, S. A review on polymer nanofibers by electrospinning
and their applications in nanocomposites. Composites Science and Technology 2003,
63, 2223–2253.
(36) Jiang, H.; Wang, L.; Zhu, K. Coaxial electrospinning for encapsulation and controlled release of
fragile water-soluble bioactive agents. Journal of Controlled Release 2014, 193, 296–303.
(37) R. Alharbi, A.; M. Alarifi, I.; S. Khan, W.; Asmatulu, R. Highly Hydrophilic Electrospun Polyacrylonitrile/
Polyvinypyrrolidone Nanofibers Incorporated with Gentamicin as Filter Medium for Dam
Water and Wastewater Treatment. Journal of Membrane and Separation Technology 2016, 5,
38–56.
(38) Dosunmu, O.; Chase, G.; Kataphinan, W.; Reneker, D. Electrospinning of polymer nanofibres from
multiple jets on a porous tubular surface. Nanotechnology 2006, 17, 1123.
(39) Ekram, B.; Abdel-Hady, B.; El-kady, A. et al. Optimum parameters for the production of nanoscale
electrospun polycaprolactone to be used as a biomedical material. Advances in Natural
Sciences: Nanoscience and Nanotechnology 2017, 8, 45018.
(40) Gürtler, A.-L.; Linseisen, I.; Grohganz, H.; Heinz, A. Coaxial electrospinning of polycaprolactone –
A design of experiments approach. European Polymer Journal 2024, 208, 112886.
(41) Palagummi, S.; Yuan, F.-G. In Structural Health Monitoring (SHM) in Aerospace Structures; Woodhead
Publishing: 2016.
(42) Pauling, L. In PHYSICS: L. PAULING, 1953.
(43) Bawendi, M.; Dinega, D. A Solution-Phase Chemical Approach to a New Crystal Structure of Cobalt.
Angewandte Chemie International Edition 1999, 38, 1788–1791.
(44) Louis, N. Thermoremanent Magnetization of Fine Powders. Rev. Mod. Phys. 1953, 25, 293–295.
(45) Marghussian, V. In Nano-Glass Ceramics; William Andrew: 2015, pp 181–223.
(46) Knobel, M.; Nunes, W.; Socolovsky, L. et al. Superparamagnetism and Other Magnetic Features
in Granular Materials: A Review on Ideal and Real Systems. Journal of Nanoscience and Nanotechnology
2008, 8, 2836–2857.
(47) Pajewska-Szmyt, M.; Gadzała-Kopciuch, R.; Sidorenko, A.; Buszewski, B. In Functional Nanostructures
and Sensors for CBRN Defence and Environmental Safety and Security; Springer Dordrecht:
2020.
(48) Suciu, M.; Ionescu, C.; Ciorita, A. et al. Applications of superparamagnetic iron oxide nanoparticles
in drug and therapeutic delivery, and biotechnological advancements. Beilstein Journal Of Nanotechnology
2020, 11, 1092–1109.
(49) Shah, R.; Davis, T.; Glover, A.; Nikles, D.; Brazel, C. Impact of magnetic field parameters and iron
oxide nanoparticle properties on heat generation for use in magnetic hyperthermia. Journal of
Magnetism and Magnetic Materials 2015, 387, 96–106.
(50) Dennis, C.; Ivkov, R. Physics of heat generation using magnetic nanoparticles for hyperthermia.
International Journal of Hyperthermia 2013, 29, 715–729.
(51) Suto, M.; Hirota, Y.; Mamiya, H. et al. Heat dissipation mechanism of magnetite nanoparticles in
magnetic fluid hyperthermia. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2009, 321, 1493–
1496.
(52) Palmer, R. In Nanobiotechnology: Inorganic Nanoparticles vs Organic Nanoparticles; William Andrew
Publishing: 2012.
(53) Cai, W.; Wan, J. Facile synthesis of superparamagnetic magnetite nanoparticles in liquid polyols.
Journal of Colloid and Interface Science 2006, 305, 366–370.
(54) Koo, K.; Ismail, A.; Dzarfan Othman, M.; Rahman, M.; Sheng, T. Preparation and characterization
of superparamagnetic magnetite (Fe3O4) nanoparticles: A short review. Malaysian Journal of
Fundamental and Applied Sciences 2019, 15, 23–31.
(55) Sun, S.; Zeng, H.; Robinson, D. et al. Monodisperse MFe2O4 (M) Fe, Co, Mn) Nanoparticles. JACS
2003, 126, 273–279.
(56) Kirkpatrick, K.; Zhou, B.; Bunting, P.; Rinehart, J. Quantifying superparamagnetic signatures in
nanoparticle magnetite: a generalized approach for physically meaningful statistics and synthesis
diagnostics. Chemical science 2023, 14, 7589–7594.
(57) Seok, A. Synthesis of Fe3O4 nanoparticles of various size via the polyol method. Ceramics International
2019, 46, 10723–10728.
(58) Li, S.; Zhang, T.; Tang, R. et al. Solvothermal synthesis and characterization of monodisperse superparamagnetic
iron oxide nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2015,
379, 226–231.
(59) Yu, S.; Wan, J.; Yu, X.; Chen, K. Preparation and characterization of hydrophobic magnetite microspheres
by a simple solvothermal method. Journal of Physics and Chemistry of Solids 2009,
71, 412–415.
(60) Peng, S.; Wang, C.; Xie, J.; Sun, S. Synthesis and Stabilization of Monodisperse Fe Nanoparticles.
JACS 2006, 33, 10676–10677.
(61) Maity, D.; Kale, S.; Kaul-Ghanekar, R.; Xue, J.-M.; Ding, J. Studies of magnetite nanoparticles synthesized
by thermal decomposition of iron (III) acetylacetonate in tri(ethylene glycol). Journal of
Magnetism and Magnetic Materials 2009, 321, 3093–3098.
(62) Shaikh, S.; Ubaidullah, M.; Mane, R.; Al-Enizi, A. In Spinel Ferrite Nanostructures for Energy Storage
Devices; Elsevier: Elsevier, 2020.
(63) Hong, M.; Li, M.; Xu, S.; Chen, Z.-G. In Advanced Ceramics for Energy Storage, Thermoelectrics
and Photonics; Elsevier: 2023.
(64) Turcheniuk, K.; Tarasevych, A.; Kukhar, V.; Boukherroub, R.; Szunerits, S. Recent advances in
surface chemistry strategies for the fabrication of functional iron oxide based magnetic nanoparticles.
Nanoscale 2013, 5, 10729–10752.
(65) Ganapathe, L.; Mohamed, M.; Yunus, R.; Berhanuddin, D. Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles in
Biomedical Application: From Synthesis to Surface Functionalisation. magnetochemistry 2020,
6, 68.
(66) De Roo, J.; Van den Broeck, F.; De Keukeleere, K. et al. Unravelling the Surface Chemistry of Metal
Oxide Nanocrystals, the Role of Acids and Bases. JACS 2014, 136, 9650−9657.
(67) Liu, Z.; Fu, R.; Yuying, Y. In Advances in Nanofluid Heat Transfer; Elsevier: 2022, pp 25–57.
(68) Deblock, L.; Goossens, E.; Pokratath, R.; De Buysser, K.; De Roo, J. Mapping out the Aqueous
Surface Chemistry of Metal Oxide Nanocrystals: Carboxylate, Phosphonate, and Catecholate Ligands.
JACS Au 2022, 2, 711−722.
(69) De Roo, J. The Surface Chemistry of Colloidal Nanocrystals Capped by Organic Ligands. Chemistry
of Materials 2023, 35, 3781−3792.
(70) De Roo, J.; Justo, Y.; De Keukeleere, K. et al. Carboxylic-Acid-Passivated Metal Oxide Nanocrystals:
Ligand Exchange Characteristics of a New Binding Motif. Angewandte Chemie International
Edition 2015, 54, 6488–6491.
(71) Shahane, G.; Zipare, K.; Dhumal, J.; Bandgar, S.; Mathe, V. Superparamagnetic Manganese Ferrite
Nanoparticles: Synthesis and Magnetic Properties. Journal of Nanoscience and Nanoengineering
2015, 1, 178–182.
(72) Solano, E. Facile and efficient one-pot solvothermal and microwaveassisted synthesis of stable
colloidal solutions of MFe2O4 spinel magnetic nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research
2012, 14, 1034.
(73) Gadgeel, A.; Mhaske, S.; Duerr, C.; Liu, K. In-Situ Preparation and Characterization of Aconitic
Acid Capped Fe3O4 Nanoparticle by Using Citric Acid as a Reducing Agent. Journal of Inorganic
and Organometallic Polymers and Materials 2019, 29, 1688–1700.
(74) Hu, F.; MacRenaris, K.; Waters, E. et al. Highly dispersible, superparamagnetic magnetite nanoflowers
for magnetic resonance imaging. ChemComm 2009, 46, 73–75.
(75) Jana, N.; Chen, Y.; Peng, X. Size- and Shape-Controlled Magnetic (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) Oxide Nanocrystals
via a Simple and General Approach. Chemistry of Materials 2004, 16, 3931–3935.
(76) Dhaene, E.; Billet, J.; Bennett, E.; Van Driessche, I.; De Roo, J. The Trouble with ODE: Polymerization
during Nanocrystal Synthesis. Nano Letters 2019, 10, 7411–7417.
(77) Kristiansen, A.; Church, N.; Ucar, S. Investigation of magnetite particle characteristics in relation
to crystallization pathways. Powder Technology 2023, 415, 118145.
(78) Dadfar, S.; Camozzi, D.; Darguzyte, M. et al. Size-isolation of superparamagnetic iron oxide nanoparticles
improves MRI, MPI and hyperthermia performance. Journal of Nanobiotechnology 2020,
18, 22.
(79) Navarro Oliva, F.; Picart, L.; Leon-Valdivieso, C. et al. Coaxial electrospinning process toward optimalnanoparticle
dispersion in polymeric matrix. Polymer Composites 2021, 42, 1565–1573.
(80) Soares, P.; Laia, C.; Carvalho, A. et al. Iron oxide nanoparticles stabilized with a bilayer of oleic
acid for magnetic hyperthermia and MRI applications. Applied Surface Science 2016, 383, 240–
247.
(81) Aulia, G.; Budianto, E.; Khalil, M. Fabrication and colloidal stability of surface-modified magnetite
nanoparticles at high salinity. AIP Conf. Proc 2020, 2242, 040027.
(82) Mourdikoudis, S.; Menelaou, M.; Fiuza-Maneiro, N. et al. Oleic acid/oleylamine ligand pair: a
versatile combination in the synthesis of colloidal nanoparticles. Nanoscale Horizons 2022, 7,
941–1015.
(83) Mourdikoudis, S.; Liz-Marzán, L. Oleylamine in Nanoparticle Synthesis. Chemistry of Materials
2013, 25, 1465–1476.
(84) Chawla, P.; Ahamed, M.; Sharma, C.; Sharma, M.; Sharma, S. A comparative study exploring the
ligand binding capabilities of quarternary chalcopyrite copper indium gallium diselenide (CIGSe)
nanocrystals. Journal of Molecular Structure 2021, 1245, 131055.
(85) Yang, Y.; Qin, H.; Jiang, M. et al. Entropic Ligands for Nanocrystals: From Unexpected Solution
Properties to Outstanding Processability. Nano Letters 2016, 16, 2133–2138.
(86) Ma, Z.; Mohapatra, J.; Wei, K.; Liu, J.; Sun, S. Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Anisotropy, and
Applications. Chemical Reviews 2023, 7, 3904–3943.
(87) Sivan, M.; Madheswaran, D.; Hauzerova, S. et al. AC electrospinning: impact of high voltage and
solvent on the electrospinnability and productivity of polycaprolactone electrospun nanofibrous
scaffolds. Materials Today Chemistry 2022, 26, 101025.
(88) Song, T.; Zhang, Y.; Zhou, T.; an Seeram Ramakrishna, C. L.; Liu, B. Encapsulation of self-assembled
FePt magnetic nanoparticles in PCL nanofibers by coaxial electrospinning. Chemical Physics Letters
2005, 415, 317–322.
(89) Awada, H.; Al Samad, A.; Laurencin, D. et al. Controlled Anchoring of Iron Oxide Nanoparticles on
Polymeric Nanofibers: Easy Access to Core Shell Organic–Inorganic Nanocomposites for Magneto-
Scaffolds. ACS Applied Materials & Interfaces 2019, 11, 9519–9529.
(90) Agwa, M.; Youssef, S.; Megahed, M.; Ali-Eldin, S. Integrated vacuum assisted resin infusion and
resin transfer molding technique for manufacturing of nano-filled glass fiber reinforced epoxy
composite. Journal of Industrial Textiles 2022, 51, 5113–5144.
(91) Dynamic Ligh Scattering; Malvern Panalytical, 2024.
(92) Toyos-Rodríguez, C.; Calleja-García, J.; Torres-Sánchez, L. et al. A Simple and Reliable Synthesis
of Superparamagnetic Magnetite Nanoparticles by Thermal Decomposition of Fe(acac)3. Journal
of Nanomaterials 2019, 2019, 2464010.
(93) M. Lenart, V.; L. Gómez, S.; P. Calatayud, M.; R. F. Goya, G. Size and shape control of magnetite
nanoparticles with a nonselective binding surfactants, 2014.
(94) FRITSCH FRITSCH Hydrodynamic diameter, 2024.
(95) Echigo, T.; Monsegue, N.; M. Aruguete, D.; F. Hochella, M. Nanopores in hematite ( -Fe2O3) nanocrystals
observed by electron tomography. American Mineralogist 2013, 98, 154–162.
(96) Khalil, M.; Yu, J.; Li, W.; Lee, R. Hydrothermal synthesis, characterization, and growth mechanism
of hematite nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research 2014, 16, 4.
(97) K. Chatterjee, A. In Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology; William
Andrew Publishing: 2001, pp 275–332.
(98) F., C.; E. Schaak, H. Tutorial on Powder X-ray Diffraction for Characterizing Nanoscale Materials.
ACS Nano 2019, 13, 7359–7365.
(99) J. Amjad, R.; R. Sahar, M.; Krishna Ghoshal, S.; Naseem, S. Plasmon-Enhanced Upconversion
Fluorescence in Er 3+ :Ag Phosphate Glass: the Effect of Heat Treatment. Chinese Physics Letters
2013, 30, 027301.
(100) R.H. Ross, J. In Contemporary Catalysis; Julian R.H. Ross: 2019, pp 121–132.
(101) I. Takai, Z.; K. Mustafa, M.; Asman, S.; A. Sekak, K. Preparation and Characterization of Magnetite
(Fe3O4) nanoparticles By Sol-Gel Method. International Journal of Nanoelectronics and Materials
2019, 12, 37–46.
(102) Shariful Islam, M.; Khan, A.; M. Shafiur Rahman, G.; Aftab, H.; Kusumoto, Y. Simple Hydrothermal
Synthesis and Morphological Study of Magnetic Nanoparticles. Journal of NanoScience, NanoEngineering
Applications 2014, 4, 14–22.
(103) Fock, J.; K. Bogart, L.; González-Alonso, D. et al. On the ’centre of gravity’ method for measuring
the composition of magnetite/maghemite mixtures, or the stoichiometry of magnetitemaghemite
solid solutions, via 57Fe Mössbauer spectroscopy. Journal of Physics D: Applied Physics
2017, 50, 265005.
(104) Kluchova, K.; Zboril, R.; Tucek, J. et al. Superparamagnetic maghemite nanoparticles from solidstate
synthesis – Their functionalization towards peroral MRI contrast agent and magnetic carrier
for trypsin immobilization. Biomaterials 2009, 30, 2855–2863.
(105) Ibarra, J.; Melendres, J.; Almada, M. et al. Synthesis and characterization of magnetite/PLGA/chitosan
nanoparticles. Materials Research Express 2015, 2, 095010.
(106) Wu, H.; Chen, W. Synthesis and reaction temperature-tailored self-assembly of copper sulfide
nanoplates. Nanoscale 2011, 3, 5096–5102.
(107) A. Urian, Y.; J. Atoche-Medrano, J.; T. Quispe, L.; León Félix, L.; A. H. Coaquira, J. Study of the
surface properties and particle-particle interactions in oleic acid-coated Fe3O4 nanoparticles.
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2021, 525, 167686.
(108) Sun, Y.; Ding, X.; Zheng, Z. et al. Surface initiated ATRP in the synthesis of iron oxide/polystyrene
core/shell nanoparticles. European Polymer Journal 2007, 43, 762–772.
(109) Jovanović, S.; Spreitzer, M.; Tramšek, M.; Trontelj, Z.; Suvorov, D. Effect of Oleic Acid Concentration
on the Physicochemical Properties of Cobalt Ferrite Nanoparticles. The Journal of Physical
Chemistry C 2014, 118, 13844–13856.
(110) Creutzburg, M.; Konuk, M.; Tober, S. et al. Adsorption of oleic acid on magnetite facets. Communications
Chemistry volume 2022, 5, 134.
(111) Ayyappan, S.; Gnanaprakash, G.; Panneerselvam, G.; P. Antony, M.; Philip, J. Effect of Surfactant
Monolayer on Reduction of Fe3O4 Nanoparticles under Vacuum. The Journal of Physical Chemistry
C 2008, 112, 18376–18383.
(112) Liang, J.; Li, H.; Yan, J.; Hou, W. Demulsification of Oleic-Acid-Coated Magnetite Nanoparticles
for Cyclohexane-in-Water Nanoemulsions. Energy & Fuels 2014, 28, 6172–6178.
(113) Davis, R.; P. Schultz, H. Studies of Thermal Decarboxylation of Iron Carboxylates. I. Preparation
of Symmetrical Aliphatic Ketones. The Journal of Organic Chemistry 1962, 27, 854–857.
(114) Mugiraneza, S.; M. Hallas, A. Tutorial: a beginner’s guide to interpreting magnetic susceptibility
data with the Curie-Weiss law. Communications Physics 2022, 5, DOI: 10.1038/s42005-022-
00853-y.
(115) Ahrentorp, F.; P. Astalan, A.; Jonasson, C. et al. Sensitive high frequency AC suceptometry in
magnetic nanoparticle applications. AIP Conference Proceedings 2010, 3, 213–223.
(116) Blomgren, J.; Ahrentorp, F.; Ilver, D. et al. Development of a Sensitive Induction-Based Magnetic
Nanoparticle Biodetection Method. Nanomaterials 2018, 8, 887.
(117) Scopel, E.; Pires Conti, P.; Grando Stroppa, D.; José Dalmaschio, C. Synthesis of functionalized
magnetite nanoparticles using only oleic acid and iron (III) acetylacetonate. SN Applied Sciences
2019, 1, 147.
(118) J. Kemp, S.; Matthew Ferguson, R.; P. Khandhara, A.; M. Krishnan, K. Monodisperse magnetite
nanoparticles with nearly ideal saturation magnetization. RSC Advances 2016, 81, 147.
(119) Teng, Y.; Li, Y.; Li, Y.; Song, Q. Preparation of Fe3O4/PVP magnetic nanofibers via in situ method
with electrospinning. Journal of Physics Conference Series 2020, 1549, 032087.
(120) Cai, J.; Chen, S.; Ji, M. et al. Organic additive-free synthesis of mesocrystalline hematite nanoplates
via two-dimensional oriented attachment. CrystEngComm 2014, 16, 1553–1559.
(121) Guardia, P.; Perez, N.; Labarta, A.; Batlle, X. Controlled Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles over
a Wide Size Range. Langmuir 2010, 26, 5843–5847.
(122) Zhao, Y.; Zhang, X.; Xu, X.; Zhang, S. Research progress in nucleation and supercooling induced
by phase change materials. Journal of Energy Storage 2020, 27, 101156.
(123) Mozaffari, S.; Li, W.; Dixit, M. et al. The role of nanoparticle size and ligand coverage in size focusing
of colloidal metal nanoparticles. Nanoscale Advances 2019, 10, 4052–4066.
(124) Suárez-López, R.; F. Puntes, V.; G. Bastús, N.; Hervés, C.; Jaime, C. Nucleation and growth of gold
nanoparticles in the presence of different surfactants. A dissipative particle dynamics study. Scientific
Reports 2022, 12, 13926.
(125) Sharifi Dehsari, H.; Heidari, M.; Halda Ribeiro, A. et al. Combined Experimental and Theoretical
Investigation of Heating Rate on Growth of Iron Oxide Nanoparticles. Chemistry of Materials
2017, 29, 9648–9656.
(126) Guardia, P.; Pérez-Juste, J.; lcar Labarta, A.; Batlle, X.; M. Liz-Marzan, L. Heating rate influence on
the synthesis of iron oxide nanoparticles: the case of decanoic acid. Chemical Communications
2010, 46, 6108–6110.
(127) Refate, A.; Mohamed, Y.; Mohamed, M. et al. Influence of electrospinning parameters on biopolymers
nanofibers, with emphasis on cellulose chitosan. Heliyon 2023, 9, -.
(128) Um-I-Zahra, S.; Li, H.; Zhu, L. Effect of different parameters on the fabrication of sustained release
cellulose acetate and ethyl cellulose polymer blends. Cellulose Chemistry and Technology 2017,
51, 899–909.
(129) Shahreen, L.; G. Chase, G. Effects of Electrospinning Solution Properties on Formation of Beads
in Tio2 Fibers with PdO Particles. Journal of Engineered Fibers and Fabrics 2015, 10, 136–145.
(130) Faiq Abdullah, M.; Andriyana, A.; Muhamad, F.; Chin Ang, B. Effect of core-to-shell flowrate ratio
on morphology, crystallinity, mechanical properties and wettability of poly(lactic acid) fibers
prepared via modified coaxial electrospinning. Polymer 2021, 237, 124378.
(131) Sifford, J.; J. Walsh, K.; Tong, S.; Bao, G.; Agarwa, G. Indirect magnetic force microscopy†. Nanoscale
Advances 2019, 1, 2348–2355.
(132) M. Lemine, O.; Algessair, S.; Madkhali, N.; Al-Najar, B.; El-Boubbou, K. Assessing the Heat Generation
and Self-Heating Mechanism of Superparamagnetic Fe3O4 Nanoparticles for Magnetic
Hyperthermia Application: The Effects of Concentration, Frequency, and Magnetic Field. Nanomaterials
2023, 13, 453.
(133) Engelmann, U.; Miriam Buhl, E.; Baumann, M.; Schmitz-Rodeand, T.; Slabu, I. Agglomeration of
magnetic nanoparticles and its effects on magnetic hyperthermia. Current Directions in Biomedical
Engineering 2017, 3, 457–460.
(134) Nirmala, R.; Kalpana, D.; Navamathavan, R.; Soo Lee, Y.; Yong Kim, H. Preparation and Characterizations
of Silver Incorporated Polyurethane Composite Nanofibers via Electrospinning for Biomedical
Applications. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2013, 13, 4686–4693.
(135) Zhong, Y.; Leung, V.; Yuqin Wan, L. et al. Electrospun magnetic nanofibre mats – A new bondable
biomaterial using remotely activated magnetic heating. Journal of Magnetism and Magnetic Materials
2015, 380, 330–334.
(136) Ross Hallett, F. In Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Second Edition); Academic
Press: 1999, pp 2488–2494.
(137) M.Yadav, H.; K. Shinde, S.; Kim, D.-Y. et al. In Advances in Metal Oxides and Their Composites for
Emerging Applications; Elsevier: 2022, pp 57–96.
(138) Mattsson, K.; Jocic, S.; de Lima, J. A.; Hansson, L.-A.; Gondikas, A. In Microplastic Contamination
in Aquatic Environments (Second Edition); Elsevier: 2024, pp 381–397.
(139) Pindelska, E.; Sokal, A.; Kolodziejski, W. Pharmaceutical cocrystals, salts and polymorphs: Advanced
characterization techniques. Advanced Drug Delivery Reviews 2017, 117, 111–146.
(140) Barhoum, A.; Luisa García-Betancourt, M. In Emerging Applications of Nanoparticles and Architecture
Nanostructures; Elsevier: 2018, pp 279–304.
