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Delamination of Vermiculite into Ultrahigh-Aspect-Ratio Nanosheets

Titelangaben

Uhlig, Felix ; Stich, Alexander M. ; Hagmann, Kevin ; Rosenfeldt, Sabine ; Breu, Josef:
Delamination of Vermiculite into Ultrahigh-Aspect-Ratio Nanosheets.
In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. (23 April 2026) . - e70139.
ISSN 1521-3749
DOI: https://doi.org/10.1002/zaac.70139

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357: MIKROPLASTIK – Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze
391977956

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

The applicability of sustainable materials in the packaging industry is currently limited by the poor gas barrier performance of most biodegradable polymers. Incorporation of high?aspect-ratio nanosheet fillers can significantly enhance barrier properties, yet large-scale production of such fillers remains challenging. Here, we report a gentle route to produce vermiculite (VMT) nanosheets with unprecedented aspect ratios exceeding 10,000 via one-dimensional (1D) dissolution. Complete ion exchange was achieved using citrate as complexing agent, which efficiently removed the pristine interlayer Mg2+ and enabled quantitative exchange with monovalent cations. Intercalation with bulky organocations resulted in spontaneous 1D dissolution of VMT in water, yielding translucent, birefringent gels of delaminated nanosheets in up to 71% yield. Structural and morphological analysis by X-ray diffraction (XRD), small-angle X-ray scattering (SAXS), and atomic force microscopy (AFM) confirmed the formation of monolayer nanosheets with lateral sizes exceeding 10?µm. The combination of citrate-assisted exchange and mild spontaneous delamination preserves the intrinsic crystal diameter, enabling aspect ratios that surpass previously reported benchmarks for natural clays. The performance of these nanosheets as barrier pigments showed a remarkable potential for future applications in environmentally friendly packaging.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: barrier coating; clay; colloids; delamination; vermiculite monolayers
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
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Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
Titel an der UBT entstanden: Ja
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500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Eingestellt am: 28 Apr 2026 07:07
Letzte Änderung: 28 Apr 2026 07:07
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/96935