Nanomaterialen vinden steeds vaker toepassing in oplossingen voor de klimaatproblematiek. Voorbeelden hiervan zijn toepassing in zonnecellen, in batterijen of bij de productie van waterstof uit water. Bij al deze toepassingen gaat het om complexe, samengestelde deeltjes die bestaan uit een combinatie van koolstof en een of meerdere metalen: de zogenaamde nanohybrides.

Nanohybrides krijgen door de combinatie van elementen volledig nieuwe eigenschappen, die anders zijn dan van nanodeeltjes die bestaan uit enkel koolstof (bijvoorbeeld koolstofnanobuisjes of grafeen) of een enkel metaal (bijvoorbeeld nanodeeltjes van zilver, koper of titaniumdioxide).

Een internationaal team van (milieu)onderzoekers heeft onlangs een overzicht gepubliceerd van de complexe multifunctionele nanomaterialen die in ontwikkeling zijn voor toepassingen in waterzuivering, energietransitie, en milieumonitoring en -herstel. In deze publicatie van Wang et al. wordt ook beschreven welke nieuwe eigenschappen met nanohybrides kunnen worden ontwikkeld, en hoe deze eigenschappen zich verhouden tot de eigenschappen van ‘conventionele’ nanodeeltjes die veelal uit één of hoogstens twee elementen bestaan. De nieuwe eigenschappen lijken in een aantal gevallen ook tot verbetering van de functionaliteit te leiden.

Een voorbeeld van een hybride met verbeterde functionaliteit is de combinatie van platina en grafeen. Deze hybride deeltjes zijn, in tegenstelling tot platina- óf grafeendeeltjes, in staat om water te splitsen in zuurstof en waterstof met een efficiëntie die tot 100 keer hoger is dan de efficiëntie van de huidige katalysatoren. Bijzonder is ook dat deze omzetting gebeurt door het bestralen van het systeem met zichtbaar licht. Dit heeft ermee te maken dat deze nanodeeltjes, die bestaan uit een combinatie van zilver en chemisch aangepast grafeen, als nieuwe eigenschap hebben dat ze een ingebouwd elektrisch veld bezitten. Hierdoor kunnen ze de vorming van waterstof uit water versnellen.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: De ontwikkeling en toepassing van steeds complexere nanomaterialen vertoont een stijgende trend. Gelet op de snelle ontwikkeling van deze geavanceerde nanomaterialen dient er meer aandacht te komen voor potentiële nieuwe risico’s van deze materialen.

Deze geavanceerde materialen bestaan uit (wisselende) combinaties van verschillende elementen. Door het aanpassen van de samenstelling van de nanohybrides krijgen de materialen nieuwe eigenschappen zoals ingebouwde magnetische en elektrische velden. Het is duidelijk dat nanohybrides zich anders gedragen in het milieu dan de individuele bouwstenen van deze materialen. In hoeverre deze nieuwe eigenschappen ook leiden tot nieuwe risico’s voor mens en milieu is nog onduidelijk. De huidige risicobeoordeling is met name gericht op chemische eigenschappen. Met de eigenschap van een ingebouwd elektrisch veld zoals hierboven beschreven wordt geen rekening gehouden. Hiermee is de huidige risicobeoordeling mogelijk ontoereikend voor dit soort geavanceerde materialen.